Http Headers详解

一、HTTP 请求内容

由于最新的http2并没有被各大浏览器广泛使用，所以本文是基于http/1.1所编写的。
同时经过检测我们也发现，chrome等浏览器也正是使用http/1.1版本的。

关于http/1.1协议的详情，可查看官方文档

我们打开chrome的network点击任何一条request请求，即可发现，每个http headers都包含以下部分:Genaral，Request Headers，Response Headers，Request Payload。General(不属于headers只用于收集请求url和响应的status`等信息)

Request Headers(请求headers)

Response Headers(响应headers)

Request Payload(请求参数)

二、HTTP Headers分类

在http heanders中，为了方便，分为以下几类：Genaral headers(和上面说的General不同，这个只是为了方便统计)，Request Headers，Response Headers，Entity Headers(也是为了方便统计)。

所以，一个完整的请求头/响应头，应该除了自身，还包括 General Headers和Entity Headers。

1、Genaral headers: 同时适用于请求和响应消息，但与最终消息传输的数据无关的消息头。
2、Request Headers: 包含更多有关要获取的资源或客户端本身信息的消息头。
3、Response Headers：包含有关响应的补充信息，如其位置或服务器本身（名称和版本等）的消息头。
4、Entity Headers：包含有关实体主体的更多信息，比如主体长(Content-Length)度或其MIME类型。

1、Genaral headers

Cache-Control——控制缓存的行为；详情

Connection——决定当前的事务完成后，是否会关闭网络连接；详情

Date——创建报文的日期时间；详情

Keep-Alive——用来设置超时时长和最大请求数；详情

Via——代理服务器的相关信息；详情

Warning——错误通知；详情

Trailer——允许发送方在分块发送的消息后面添加额外的元信息；详情

Transfer-Encoding——指定报文主体的传输编码方式；详情

Upgrade——升级为其他协议；

2、Request headers

Accept——客户端可以处理的内容类型；详情

Accept-Charset——客户端可以处理的字符集类型；详情

Accept-Encoding——客户端能够理解的内容编码方式；详情

Accept-Language——客户端可以理解的自然语言；详情

Authorization——Web 认证信息；详情

Cookie——通过Set-Cookie设置的值；详情

DNT——表明用户对于网站追踪的偏好；详情

From——用户的电子邮箱地址；详情

Host——请求资源所在服务器；详情

If-Match——比较实体标记（ETag）；详情

If-Modified-Since——比较资源的更新时间；详情

If-None-Match——比较实体标记（与 If-Match 相反）；详情

If-Range——资源未更新时发送实体 Byte 的范围请求；详情

If-Unmodified-Since——比较资源的更新时间（与 If-Modified-Since 相反）；详情

Origin——表明了请求来自于哪个站点；详情

Proxy-Authorization——代理服务器要求客户端的认证信息；详情

Range——实体的字节范围请求；详情

Referer——对请求中 URI 的原始获取方；详情

TE——指定用户代理希望使用的传输编码类型；详情

Upgrade-Insecure-Requests——表示客户端优先选择加密及带有身份验证的响应；详情

User-Agent——浏览器信息；详情

3、Response Headers

Accept-Ranges——是否接受字节范围请求；详情

Age——消息对象在缓存代理中存贮的时长，以秒为单位；详情

Clear-Site-Data——表示清除当前请求网站有关的浏览器数据（cookie，存储，缓存）；详情

Content-Security-Policy——允许站点管理者在指定的页面控制用户代理的资源；详情

Content-Security-Policy-Report-Only—— 详情

ETag——资源的匹配信息；链接描述

Location——令客户端重定向至指定 URI；详情

Proxy-Authenticate——代理服务器对客户端的认证信息；详情

Public-Key-Pins——包含该Web 服务器用来进行加密的 public key （公钥）信息；详情

Public-Key-Pins-Report-Only——设置在公钥固定不匹配时，发送错误信息到report-uri；详情

Referrer-Policy——用来监管哪些访问来源信息——会在 Referer 中发送；详情

Server——HTTP 服务器的安装信息；详情

Set-Cookie——服务器端向客户端发送 cookie；详情

Strict-Transport-Security——它告诉浏览器只能通过HTTPS访问当前资源；详情

Timing-Allow-Origin——用于指定特定站点，以允许其访问Resource Timing API提供的相关信息；详情

Tk——显示了对相应请求的跟踪情况；详情

Vary——服务器缓存的管理信息；详情

WWW-Authenticate——定义了使用何种验证方式去获取对资源的连接；详情

X-XSS-Protection——当检测到跨站脚本攻击 (XSS)时，浏览器将停止加载页面；详情

4、Entity Headers

Allow——客户端可以处理的内容类型，这种内容类型用MIME类型来表示；详情

Content-Encoding——用于对特定媒体类型的数据进行压缩；详情

Content-Language——访问者希望采用的语言或语言组合；详情

Content-Length——发送给接收方的消息主体的大小；详情

Content-Location——替代对应资源的 URI；详情

Content-Range——实体主体的位置范围；详情

Content-Type——告诉客户端实际返回的内容的内容类型；详情

Expires——包含日期/时间，即在此时候之后，响应过期；详情

Last-Modified——资源的最后修改日期时间；详情

三、HTTP 具体应用

1、Cookie

HTTP 协议是无状态的，主要是为了让 HTTP 协议尽可能简单，使得它能够处理大量事务。HTTP/1.1引入 Cookie 来保存状态信息。

Cookie是服务器发送到用户浏览器并保存在本地的一小块数据，它会在浏览器之后向同一服务器再次发起请求时自动被携带上，用于告知服务端两个请求是否来自同一浏览器。由于之后每次请求都会需要携带 Cookie 数据，因此会带来额外的性能开销（尤其是在移动环境下）。

Cookie 曾一度用于客户端数据的存储，因为当时并没有其它合适的存储办法而作为唯一的存储手段，但现在随着现代浏览器开始支持各种各样的存储方式，Cookie 渐渐被淘汰。新的浏览器 API 已经允许开发者直接将数据存储到本地，如使用 Web storage API（本地存储和会话存储）或IndexedDB。

a、创建过程

服务器发送的响应报文包含Set-Cookie首部字段，客户端得到响应报文后把 Cookie 内容保存到浏览器中。

HTTP/1.1 200 OK

Content-type: text/html

Set-Cookie: PHPSESSID=kq8v6iujarsgflkeq7shmai9c7

客户端之后对同一个服务器发送请求时，会从浏览器中取出 Cookie 信息并通过 Cookie 请求首部字段发送给服务器。

GET /sample_page.html HTTP/1.1

Host: www.example.org

Cookie: PHPSESSID=kq8v6iujarsgflkeq7shmai9c7

b、分类

会话期 Cookie：浏览器关闭之后它会被自动删除，也就是说它仅在会话期内有效。

持久性 Cookie：指定一个特定的过期时间（Expires）或有效期（max-age）之后就成为了持久性的 Cookie。

安全 Cookie：指定HttpOnly，这样cookie不能使用 JavaScript经由 Document.cookie 属性，来防范跨站脚本攻击（XSS）。

HTTPS Cookie: 指定Secure，只有在请求使用SSL和HTTPS协议的时候才会被发送到服务器。

Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT;

Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT;HttpOnly

Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT;Secure

2、缓存

降低客户端获取资源的延迟：缓存通常位于内存中，读取缓存的速度更快。并且缓存在地理位置上也有可能比源服务器来得近，例如浏览器缓存。

流程图:

a、判断cache-control或者expires是否有效

max-age值为缓存的毫秒数。
可以看到response-headers中设置了cache-control，并大于0，则下次直接从缓存(from disk cache)中获取

b、Etag判断

当发现Cache-Control设置的毫秒数过期了，则直接发送请求:

——如果响应中包含Etag(服务器生成的值)，则浏览器再次向web服务器发送请求并带上头If-None-Match（Etag的值），web服务器收到请求后发现有头If-None-Match则与被请求资源的相应校验串进行比对，决定返回200或304(浏览器会从缓存中获取)。
——如果响应中不包含Etag，则进行Last-Modified判断

c、Last-Modified判断

当发现response header中含有Last-Modified，则再次向web服务器请求时带上头If-Modified-Since，web服务器收到请求后发现有头If-Modified-Since则与被请求资源的最后修改时间进行比对，然后服务器决定返回200或者304(缓存)

浏览器强制告诉服务器不缓存资源:

//request headers

Cache-Control:max-age=0, no-cache

四、HTTP 请求 method

五、HTTP 状态码

1、1XX

100(continue) 表明到目前为止都很正常，客户端可以继续发送请求或者忽略这个响应。

2、2XX

200(OK) 表示从客户端发来的请求在服务器端被正常处理了。
204(No Content) 该状态码代表服务器接收的请求已成功处理，但在返回的响应报文中不含实体的主体部分。
206(Partial Content) 该状态码表示客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的 GET 请求。响应报文中包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

3、3XX

301(Moved Permanently) 永久性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，以后应使用资源现在所指的 URI。
302(Found) 临时性重定向。比如在没有登录情况下访问网站"个人中心"，会重定向到登录页，但是你登录后，访问个人中心时，它又不会重定向到其他地方了。
303(See Other) 和 302 有着相同的功能，但是 303 明确要求客户端应该采用 GET 方法获取资源。

304(Not Modified) 如果请求报文首部包含一些条件，例如：If-Match，If-Modified-Since，If-None-Match，If-Range，If-Unmodified-Since，如果不满足条件，则服务器会返回 304 状态码。

4、4XX

400(Bad Request) 该状态码表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时，需修改请求的内容后再次发送请求。
401 Unauthorized 该状态码表示发送的请求需要有认证信息。返回含有 401 的响应必须包含一个适用于被请求资源的 WWW-Authenticate 首部用以询问用户信息。当浏览器初次接收到 401 响应，会弹出认证用的对话窗口。第二次接收到，则不弹出，直接表示认证失败。
403(Forbidden) 对请求资源的访问被服务器拒绝了，一般是未获得文件系统的访问授权，问权限出现某些问题。
404(Not Found) 浏览器地址错误。服务器找不到对应资源。

5、5XX

500(Internal Server Error) 服务器在执行时报错。
503(Service Unavailable) 服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，无响应。一般需要重启服务器即可。

六、MIME类型

浏览器通常使用MIME类型（而不是文件扩展名）来确定如何处理文档；因此设置正确的MIME类型附加到headers是非常重要的。

除了上面的基本的5中类型外，还有一种类型，即multipart类型。

multipart/form-data 在表单中通过post上传
multipart/byteranges(不常用，不知道)

一般的，如果没有显示的在request headers的Allow上设置类型，浏览器的MIME嗅探会推测出来对应的类型，如果发现找不到特定的子类型，则给出默认类型，比如对于text文件类型若没有特定的subtype，就使用 text/plain。类似的，二进制文件没有特定或已知的 subtype，即使用 application/octet-stream。

七、HTTP 使用的认证方式

1、BASIC 认证（基本认证）

2、DIGEST 认证（摘要认证）

3、SSL 客户端认证

4、FormBase 认证（基于表单认证）

1、BASIC 认证

当在浏览器端输入一个url时，会自动弹出一个框，要求输入用户名和密码。此种方式为basic认证。

下面是认证执行过程：

第一步:在浏览器地址栏中输入 http://localhost:8080/auth
第二步: 服务器执行，发现需要认证，返回这个请求的响应。并在response headers中添加WWW-Authenticate，将http请求状态设置为401.

浏览器检测到WWW-Authenticate为basic后，自动弹出框。

第三步: 当用户看到框后，输入用户名和密码，浏览器会将用户名和密码通过base64方式编码，然后添加到 request headers的 Authorization 中发送给服务器，浏览器验证通过，返回200状态码

如果验证不通过，则继续返回状态码401，提示验证失败。

缺点:

BASIC 认证虽然采用Base64编码方式，但这不是加密处理。不需要任何附加信息即可对其解码。换言之，由于明文解码后就是用户ID和密码,在HTTP等非加密通信的线路上进行BASIC 认证的过程中，如果被人窃听，被盗的可能性极高。

2、DIGEST 认证

为了弥补Basic认证没有加密所带来的不安全性，出现了DIGEST认证。

过程如下:

第一步:在浏览器地址栏中输入 http://localhost:8080/auth
第二步: 服务器执行，发现需要认证，返回这个请求的响应。并在response headers中添加WWW-Authenticate（包含有随机码nonce），将http请求状态设置为401.
浏览器检测到WWW-Authenticate为 digest 后，自动弹出框。
第三步: 当用户看到框后，输入用户名和密码，浏览器会将用户名和上步返回的nouce，添加到 request headers的 Authorization 中，同时也将经过 MD5 运算后的密码字符串，生成key为response，一并添加到Authorization 中。至此请求的request headers的Authorization 包含有如下信息。

//request header

Authorization: Digest username="my name",realm="DIGEST",nounce="xxxxxxxxxxx",algorithm="MD5",response="xxxxxxxxxxxxx"

然后发送给服务器，浏览器验证通过，返回200状态码。
如果验证不通过，则继续返回状态码401，提示验证失败。

缺点:

虽然 DIGEST 认证提供了高于BASIC 认证的安全等级， DIGEST 认证提供防止密码被窃听的保护机制，但并不存在防止用户伪装的保护机制，仍达不到多数 Web 网站对高度安全等级的追求标准。

3、SSL 客户端认证

对于 BASIC认证和DIGEST认证来说，只要输入的用户名和密码正确，即可认证是本人的行为。但如果用户名和密码被盗，就很有可能被第三者冒充。

而利用 SSL客户端认证则可以避免该情况的发生。在SSL认证时，必须使用https协议。
由于SSL中的各种加密和秘钥算法过于复杂，有兴趣的可以直接阅读SSL相关书籍，本文忽略详细过程。

4、FormBase 认证

基于表单认证的标准规范尚未有定论，一般会使用 Cookie 来管理。

认证过程:

第一步：当用户在浏览器的登录页面，输入用户名和密码，通过http请求发送给后端。
第二步：后端保存用户的信息到session中，并返回sessionId, 通过http添加到response headers的Set-cookie中

//response headers

Set-cookie: PHPSESSID=kq8v6iujarsgflkeq7shmai9c7

然后浏览器成功登录，并跳转页面。

第三步：当用户访问个人中心或者其他页面时。http请求的request header中会自动携带cookie

//request headers

Cookie: PHPSESSID=kq8v6iujarsgflkeq7shmai9c7

这样，服务端会认为是你本人在操作。

但是如果攻击者通过“跨站脚本攻击（XSS） ”，通过docuemnt.cookie来获取cookie，则sessionID很容易被盗。
为减轻XSS造成的损失，可以事先在Set-cookie内加上 httponly属性，这样就禁止了docuemnt.cookie操作。

Set-cookie: PHPSESSID=kq8v6iujarsgflkeq7shmai9c7, httponly

八、跨域资源共享(CORS)

是一种机制，它使用额外的 HTTP 头来告诉浏览器让运行在一个 origin (domain)上的Web应用被准许访问来自不同源服务器上的指定的资源。当一个资源从与该资源本身所在的服务器不同的域、协议或端口请求一个资源时，资源会发起一个跨域HTTP 请求。

1、简单请求（不会触发CORS预检请求）

需要满足下列所有条件：

第一条: 请求方式必须为 GET | HEAD
第二条: Content-Type 的值必须属于下列之一:
application/x-www-form-urlencoded | multipart/form-data | text/plain

例如:

在http://foo.exmaple上要访问 http://bar.other上的资源。则

//request headers上添加

Origin: http://foo.example

//response headers返回

Access-Control-Allow-Origin: *

由于在 http://foo.example 上要访问 http://bar.other，所以http://bar.other必须要告诉其...，能不能访问我。*号表示该资源可以被任意外域访问。

如果返回

Access-Control-Allow-Origin: http://foo.example

表示，http://bar.other的资源只能被http://foo.example访问，其他网站不能访问我。

2、非“简单请求”（触发CORS预检请求）

满足下列条件之一:

第一条： http请求方式为下列POST | PUT | DELETE | CONNECT | OPTIONS | TRACE | PATCH

第二条： Content-Type 的值不属于下列之一:
application/x-www-form-urlencoded | multipart/form-data | text/plain
如果在 http://foo.exmaple 上要访问 http://bar.other/resources/po... 上的资源。且 request headers 中 Content-Type为application/xml，请求method为post。

那么此请求是个“非简单请求”。首先浏览器会自动发送带有options选项的预检请求，然后发送实际请求

//预检请求request headers

OPTIONS /resources/post-here/ HTTP/1.1（自动，不需要设置）

//设置预检请求的response headers

Access-Control-Request-Method: POST 

Access-Control-Request-Headers: Content-Type

Access-Control-Allow-Methods 表明服务器允许客户端使用 POST方法发起请求。

Access-Control-Allow-Headers 表明服务器允许请求中携带字段 Content-Type。

然后浏览器接着发送实际请求(和正常请求一样往下走)(略)