HTTP头部实体

HTTP协议报文是按照header+body的形式，其中body传输的时候是二进制文件，但具体按照什么格式来读取，必须有所约定。就像一个文件，我们改变不同的后缀名，打开完全是不一样的。

报文格式借鉴了电子邮件系统的MIME，“多用途互联网邮件扩展”（Multipurpose Internet Mail Extensions）。

常见的分为下列几种：

text，文本格式的可读数据，比如text/html，text/plain，text/css；

image，图像数据，image/gif，image/jpeg；

audio/video，音视频数据，audio/mpeg，video/mp4；

application，数据格式不固定，可以是文本也可以是二进制数据。application/json，application/javascript，application/pdf。

还有一个编码方式encoding type，选择body体的压缩方式：

gzip：GNU zip 压缩格式，也是互联网上最流行的压缩格式；

deflate：zlib（deflate）压缩格式，流行程度仅次于 gzip；

br：一种专门为 HTTP 优化的新压缩算法（Brotli）。

这样，客户端用Accept，Accept-Encoding来说明可以接受的内容和编码方式；服务端用Content-Type，Content-Encoding来解释最终选择发送的格式和编码方式。

如果请求报文里没有 Accept-Encoding 字段，就表示客户端不支持压缩数据；如果响应报文里没有 Content-Encoding 字段，就表示响应数据没有被压缩。

我们书写的代码都是用英文书写，但客户端那边的使用者可能是各个国家，所以存在一个语言问题。Accept-language就是记录这个。与语言对应的是不同语言的字符集charset。

现在的浏览器都支持多种字符集，通常不会发送 Accept-Charset，而服务器也不会发送 Content-Language。在请求头里一般只会有 Accept-Language 字段，响应头里只会有 Content-Type 字段。对应我自己实验的现象，客户端只是提出请求语言，然后客户端回复UTF-8统一编码即可，然后再交给客户端来自行转换成需求语言。

响应头里没有对应的 Content-Charset，而是在Content-Type字段的数据类型后面用“charset=xxx”来表示。

在 HTTP 协议里用 Accept、Accept-Encoding、Accept-Language 等请求头字段进行内容协商的时候，还可以用一种特殊的“q”参数表示权重来设定优先级，这里的“q”是“quality factor”的意思。

权重的最大值是 1，最小值是 0.01，默认值是 1，如果值是 0 就表示拒绝。具体的形式是在数据类型或语言代码后面加一个“;”，然后是“q=value”。

这样给服务器一些可回复的选择，对应服务器对于内容协商的过程是不透明的，每个 Web 服务器使用的算法都不一样。最后会给出一个Vary参数，记录服务器在内容协商时参考的请求头字段。

HTTP协议并不属于强制性的要求，所以其实客户端发过去的头文件描述的请求，返回报文并不一定按要求返回。比如我自己实验的几个网站，发现请求的Accept-Language是zh，但返回的Content-Type是***，charset=UTF-8。我理解等于无论要求的是什么语言，服务器统一用UTF-8回复，这样再由服务器来进行处理。

如何在有限带宽下高效传输大文件，将大文件直接传输会把网络带宽完全抢占，这也是我们以前经常说起的，下载抢网速的原因。

数据压缩，与之前请求头的Accept-Encoding有关，但此类压缩一般都是对文本类的压缩有效，像音视频这类原本就已经压缩的文件，再次压缩的效果并不好。

除了数据压缩外，另一个思路就是人为的将大文件进行切割，变成一系列的小文件后再来传输，这样更小的层面来说就是传输小文件了，再浏览器这端再把数据包组合成大文件，叫做分块传输，chunked（HTTP/2.0已经不支持）。对应响应报文里用头字段“Transfer-Encoding: chunked”来表示，意思是报文里的 body 部分不是一次性发过来的，而是分成了许多的块（chunk）逐个发送。

“Transfer-Encoding: chunked”和“Content-Length”这两个字段是互斥的，也就是说响应报文里这两个字段不能同时出现，一个响应报文的传输要么是长度已知，要么是长度未知（chunked）。

分块传输的规格如下：

每个分块包含两个部分，长度头和数据块；
长度头是以 CRLF（回车换行，即\r\n）结尾的一行明文，用 16 进制数字表示长度；
数据块紧跟在长度头后，最后也用 CRLF 结尾，但数据不包含 CRLF；
最后用一个长度为 0 的块表示结束，即“0\r\n\r\n”。

分块传输并不是分为多个HTTP响应报文，而是类似“长连接”的效果，body部分的报文是分块发送。

范围请求，是类似我们看视频跳过片头，只截取文件的部分进行传输。

范围请求不是 Web 服务器必备的功能，可以实现也可以不实现，如果支持该功能，服务器必须在响应头里使用字段“Accept-Ranges: bytes”明确告知。而如果不支持，则发送“Accept-Ranges: none”，或者干脆不发送“Accept-Ranges”字段。

请求头Range是 HTTP 范围请求的专用字段，格式是“bytes=x-y”，其中的 x 和 y 是以字节为单位的数据范围。要注意 x、y 表示的是“偏移量”，从 0 计数。这里的数据范围是指原数据的，如果是压缩文件，客户端没有办法掌握压缩后的数据范围和目标数据范围之间的偏差。

假设文件是 100 个字节，那么：

“0-”表示从文档起点到文档终点，相当于“0-99”，即整个文件；

“10-”是从第 10 个字节开始到文档末尾，相当于“10-99”；

“-1”是文档的最后一个字节，相当于“99-99”；

“-10”是从文档末尾倒数 10 个字节，相当于“90-99”。

服务器收到 Range 字段后，需要做四件事。

第一，它必须检查范围是否合法。类似数组索引，不能超出界限；

第二，如果范围正确，服务器就可以根据 Range 头计算偏移量，读取文件的片段了，返回状态码“206 Partial Content”表示 body 只是原数据的一部分；

第三，服务器响应包含头字段Content-Range，告诉片段的实际偏移量和资源的总大小，格式是“bytes x-y/length”；

第四，直接把片段用 TCP 发给客户端，一个范围请求就算是处理完了。

可以通过该方式实现多段下载，每段用不同的线程来执行。

范围请求甚至可以在一个HTTP请求中申请多段数据，在Range中用“，”分开，对应的响应报文Content-Type设置类型：“multipart/byteranges”再加上参数“boundary=xxx”给出段之间的分隔标记。

每个分段要用‘--’+分隔标记+CRLF开头，然后加上两个响应头Content-Type（不同与整个报文的Content-Type，是真实的具体类型）和Content-Range。多段数据结束的地方还需要用‘--’+分隔标记+‘--’+CRLF来标示。

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