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HTTP 协议

June 01, 2020

HTTP 协议简介

1、HTTP 协议是 Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写,是用于从万维网（WWW:World Wide Web ）服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

2、HTTP 是一个基于 TCP/IP 通信协议来传递数据（HTML 文件, 图片文件, 查询结果等）。

3、HTTP 是一个属于应用层的面向对象的协议。

4、HTTP 协议工作于客户端-服务端架构为上。浏览器作为 HTTP 客户端通过 URL 向 HTTP 服务端即 WEB 服务器发送所有请求。Web 服务器根据接收到的请求后，向客户端发送响应信息。

主要特点

1、简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有 GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于 HTTP 协议简单，使得 HTTP 服务器的程序规模小，因而通信速度很快。

2、灵活：HTTP 允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由 Content-Type 加以标记。

3、无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

4、无状态：HTTP 协议是无状态协议。

5、支持 B/S 及 C/S 模式。

HTTP 之 URL

HTTP 使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。 URL,全称是 UniformResourceLocator, 是一种特殊类型的 URI，包含了用于查找某个资源的足够的信息。一个完整的 url 包含以下几个部分：

  1. 协议部分：该 URL 的协议部分为“http：”，这代表网页使用的是 HTTP 协议。在 Internet 中可以使用多种协议，如 HTTP，FTP 等等本例中使用的是 HTTP 协议。在”HTTP”后面的“//”为分隔符

  2. 域名部分：一个 URL 中，也可以使用 IP 地址作为域名使用

  3. 端口部分：跟在域名后面的是端口，域名和端口之间使用“:”作为分隔符。端口不是一个 URL 必须的部分，如果省略端口部分，将采用默认端口

  4. 虚拟目录部分：从域名后的第一个“/”开始到最后一个“/”为止，是虚拟目录部分。虚拟目录也不是一个 URL 必须的部分。

  5. 文件名部分：从域名后的最后一个“/”开始到“？”为止，是文件名部分，如果没有“?”,则是从域名后的最后一个“/”开始到“#”为止，是文件部分，如果没有“？”和“#”，那么从域名后的最后一个“/”开始到结束，都是文件名部分。文件名部分也不是一个 URL 必须的部分，如果省略该部分，则使用默认的文件名

  6. 锚部分：从“#”开始到最后，都是锚部分。锚部分也不是一个 URL 必须的部分

  7. 参数部分：从“？”开始到“#”为止之间的部分为参数部分，又称搜索部分、查询部分。参数可以允许有多个参数，参数与参数之间用“&”作为分隔符。

HTTP 之请求消息 Request

客户端发送一个 HTTP 请求到服务器的请求消息包括以下格式：

请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成。 Get 请求例子：

    GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1
    Host    img.mukewang.com
    User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
    Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8
    Referer    http://www.imooc.com/
    Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch
    Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

HTTP/1.0 版的主要缺点是，每个 TCP 连接只能发送一个请求。发送数据完毕，连接就关闭，如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接。

TCP 连接的新建成本很高，因为需要客户端和服务器三次握手，并且开始时发送速率较慢（slow start）。所以，HTTP 1.0 版本的性能比较差。随着网页加载的外部资源越来越多，这个问题就愈发突出了。

为了解决这个问题，有些浏览器在请求时，用了一个非标准的 Connection 字段。

    Connection: keep-alive

这个字段要求服务器不要关闭 TCP 连接，以便其他请求复用。服务器同样回应这个字段。 客户端和服务器发现对方一段时间没有活动，就可以主动关闭连接。不过，规范的做法是，客户端在最后一个请求时，发送 Connection: close，明确要求服务器关闭 TCP 连接。

HTTP 之响应消息 Response

一般情况下，服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个 HTTP 的响应消息。

HTTP 响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

    HTTP/1.0 200 OK
    Content-Type: text/plain
    Content-Length: 137582
    Expires: Thu, 05 Dec 1997 16:00:00 GMT
    Last-Modified: Wed, 5 August 1996 15:55:28 GMT
    Server: Apache 0.84

    <html>
    <body>Hello World</body>
    </html>

服务器回应的时候，必须告诉客户端，数据是什么格式，这就是 Content-Type 字段的作用。 Content-Type 字段的值的数据类型总称为 MIME type，每个值包括一级类型和二级类型，之间用斜杠分隔。 MIME type 还可以在尾部使用分号，添加参数

    Content-Type: text/html; charset=utf-8

客户端请求的时候，也可以使用 Accept 字段声明自己可以接受哪些数据格式。

    Accept: */*

HTTP 之状态码

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:

  • 1xx：指示信息—表示请求已接收，继续处理
  • 2xx：成功—表示请求已被成功接收、理解、接受
  • 3xx：重定向—要完成请求必须进行更进一步的操作
  • 4xx：客户端错误—请求有语法错误或请求无法实现
  • 5xx：服务器端错误—服务器未能实现合法的请求

HTTP 工作原理

HTTP 协议定义 Web 客户端如何从 Web 服务器请求 Web 页面，以及服务器如何把 Web 页面传送给客户端。HTTP 协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文，请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

以下是 HTTP 请求/响应的步骤：

  1. 客户端连接到 Web 服务器 一个 HTTP 客户端，通常是浏览器，与 Web 服务器的 HTTP 端口（默认为 80）建立一个 TCP 套接字连接。例如，http://www.oakcms.cn。

  2. 发送 HTTP 请求 通过 TCP 套接字，客户端向 Web 服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据 4 部分组成。

  3. 服务器接受请求并返回 HTTP 响应 Web 服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到 TCP 套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据 4 部分组成。

  4. 释放连接 TCP 连接 若 connection 模式为 close，则服务器主动关闭 TCP 连接，客户端被动关闭连接，释放 TCP 连接;若 connection 模式为 keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求;

  5. 客户端浏览器解析 HTML 内容 客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的 HTML 文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据 HTML，根据 HTML 的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。

例如：在浏览器地址栏键入 URL，按下回车之后会经历以下流程：

  1. 浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;

  2. 解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立 TCP 连接;

  3. 浏览器发出读取文件(URL 中域名后面部分对应的文件)的 HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;

  4. 服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器;

  5. 释放 TCP 连接;

  6. 浏览器将该 html 文本并显示内容;

GET 和 POST 请求的区别

  • GET 提交的数据会放在 URL 之后，以?分割 URL 和传输数据，参数之间以&相连，如 EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST 方法是把提交的数据放在 HTTP 包的 Body 中.

  • GET 提交的数据大小有限制（因为浏览器对 URL 的长度有限制），而 POST 方法提交的数据没有限制.

  • GET 方式需要使用 Request.QueryString 来取得变量的值，而 POST 方式通过 Request.Form 来获取变量的值。

  • GET 方式提交数据，会带来安全问题，比如一个登录页面，通过 GET 方式提交数据时，用户名和密码将出现在 URL 上，如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器，就可以从历史记录获得该用户的账号和密码.

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Written by Jonas who lives and works in ShangHai building useful things. You should follow him on Github