计算机网络-应用层之HTTP协议

1.概念

        HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写；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）。HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。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。

      URL的一般形式：<协议>://<主机>:<端口>/<路径>

      常见的<协议>有http  ftp等；<主机>是存放资源的主机在因特网中的域名，也可以是IP地址；<端口>/<路径>有时是可以省略的，URL中不区分大小写。

 

2.特点

（1）无状态：无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，简化了服务器的设计，以便支持大量并发的HTTP请求。

（2）可靠性：采用TCP作为运输层的协议，保证数据的可靠传输。

（3）无连接：也就是说，通信的双发在交换HTTP报文之前不需要建立HTTP连接。

（4）既可以持久连接（1.1支持），也可以非持久连接：

对于非持久连接，每一个网页元素对象的传输需要单独建立一个TCP连接；对于持久连接就是服务器发送响应后然人报纸这条连接。

3.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。

（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;

4.HTTP请求方法

	方法	描述
1	GET	请求指定的页面信息，并返回实体主体。
2	HEAD	类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
3	POST	向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
4	PUT	从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
5	DELETE	请求服务器删除指定的页面。
6	CONNECT	HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
7	OPTIONS	允许客户端查看服务器的性能。
8	TRACE	回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

 

 

5.HTTP请求消息Request-报文结构

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。

（1）请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本

（2）请求头部，紧接着请求行（即第一行）之后的部分，用来说明服务器要使用的附加信息

（3）空行，请求头部后面的空行是必须的，即使第四部分的请求数据为空，也必须有空行

（4）请求数据也叫主体，可以添加任意的其他数据。

6.HTTP响应消息Response-报文格式

       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。

（1）状态行，由HTTP协议版本号， 状态码， 状态消息 三部分组成。

（2）消息报头，用来说明客户端要使用的一些附加信息

（3）空行，消息报头后面的空行是必须的

（4）响应正文，服务器返回给客户端的文本信息。

7.HTTP状态码

五类：

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

常用：

200 OK                                                                        //客户端请求成功

400 Bad Request                                                        //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解

401 Unauthorized                                                        //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用

403 Forbidden                                                              //服务器收到请求，但是拒绝提供服务

404 Not Found                                                             //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL

500 Internal Server Error                                             //服务器发生不可预期的错误

503 Server Unavailable                                               //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常