• HTTP协议


    1.HTTP协议简介

    HTTP协议,全称HyperText Transfer Protocol,中文名为超文本传输协议,是互联网中最常见的一种网络协议。

    HTTP的中重要应用之一是WWW服务。设计HTTP协议最初的目的就是提供一种发布和接收HTML(一种页面标记语言)页面的方法。

    HTTP协议是互联网上常用的通行协议之一,它·有很多的应用,但最流行的就是用于Web浏览器和Web服务器之间的通信,即WWW应用或称Web应用。

    WWW,全称World Wide Web,常称为Web,中文名译为“万维网”。它是目前互联网上最受用户欢迎的信息服务形式。

    HTTP协议的WWW服务应用的默认端口是80,另外一个加密的WWW服务应用https的默认端口是443,主要用于网银、支付和钱相关的业务。

    当前WWW服务、HTTP服务、Web服务三者的概念基本已经混淆了,都是只指网站服务应用。

    2.HTTP协议版本

    HTTP协议从诞生之初到现在已经经历了若干个版本,其中最主要的版本是HTTP/1.0、HTTP/1.1.

    HTTP/1.0是第一个得到广泛应用的版本,而HTTP/1.1是当前使用的主流版本。

    (1)HTTP/1.0

    HTTP/1.0是第一个得到广泛使用的HTTP版本。

    HTTP/1.0在HTTP/0.9的基础上增加了HTTP请求头,可支持更多的请求方法,并且能对媒体对象进行处理。

    HTTP/1.0使得包含生动图片的Web页面和交互式表格成为可能,而正是这些页面和表格促使互联网被人们广泛的接收。

    HTTP1.0规定浏览器域服务器只保持短暂的连接,浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接,

    服务器完成请求处理后即断开TCP连接,服务器不跟踪每个客户,也不记录过去的请求。

    (2)HTTP/1.1

    HTTP/1.1的重点是修复HTTP设计中的缺陷,从可扩展性、缓存处理、带宽优化、持久连接、

    host头、错误通知、消息传递、内容协商等多个方面做了相关的改进,HTTP/1.1是当前互联网主流的HTTP版本。

    在连接方面,HTTP/1.1支持持久连接,在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应,减少了建立和关闭连接的消耗和时间延迟。

    在请求头方面,HTTP/1.1增加了更多的请求头和响应头信息,用以增强HTTP功能。

    例如:host主机头功能,可以让Web浏览器使用主机头名来明确表示要访问服务器上的哪个Web站点

    这样就可以使用Web浏览器在同一个IP地址进和端口号上配置多个虚拟Web站点。

    HTTP/1.1的持久连接,也需要增加新的请求头来帮助实现,

    例如,Connection请求头的值为Keep-Alive时,保持客户端通知服务器返回本次请求结果后保持连接;

    Connection请求头的值为close时,表示客户端通知服务器返回本次请求结果后关闭连接。

    HTTP/1.1还提供了与身份认证、状态管理和Cookie缓存等机制相关的请求头和响应头。

    3.HTTP请求方法

    在HTTP通行中,每个HTTP请求报文都包含一个方法。用以告诉Web服务器端需要执行哪些具体的动作,

    这些动作包括:获取指定Web界面、提交内容到服务器、删除服务器上资源文件等,这些HTTP请求报文中包含的方法被称作HTTP请求方法。

    常用的HTTP请求方法
    HTTP方法 作用描述
    GET 客户端请求指定资源信息,服务器返回指定资源
    HEAD 只请求响应报文中的HTTP首部
    POST 将客户端的数据提交到服务器,例如:表单信息
    PUT 用从客户端传送的数据取代指定的文档内容
    DELETE 请求服务器删除Request-URL所标识的资源
    MOVE 请求服务器将指定的页面移至另一个网络地址

    4.HTTP状态码

    HTTP状态码(HTTP Status Code)用来表示Web服务器响应HTTP请求状态的数字代码。

    每当Web客户端向Web服务器发送一个HTTP请求时,Web服务器都会返回一个状态响应代码。

    这个状态码是一个三位数字代码,作用是告知Web客户端此次请求是否成功,或者是否采取其他的动作方式。

    HTTP协议1.1版本中的状态码可以分为五大类,如下表所示:

    不同范围的状态码及其对应的作用
    状态码范围 作用描述
    100-199 指定客户端响应的某些动作
    200-299 表示请求成功
    300-399 用于已经移动的文件,并且常被包含在定位头信息中指定新的地址信息
    400-499 指出客户端的错误
    500-599 指出服务器的错误

    HTTP响应的状态码种类很多,但是在实际工作场景中,经常遇到的状态却不多,下面是一些常用的状态码及其描述:

    常见的状态码及其作用
    状态代码 详细描述说明
    200-OK 服务器成功返回网页
    301-Moved Permancently 永久跳转,所请求的网页将永久跳转到被设定的新位置
    403-Forbidden 禁止访问,虽然这个请求是合法的,但是服务器因为一些错误的配置而拒绝客户端的请求
    404-Not Found 找不到客户端请求的指定页面
    500-Internal Server Error 内部服务器错误,不能完成客户的请求,比如:SELinux开启
    502-Bad Gateway 坏的网管,一般是反向代理服务器下面的节点出现问题
    503-Service Unavailable 服务不可用,可能是服务器超载或宕机,或者是反向代理服务器下没有提供使用的节点
    504-Gateway Timeout 网关超时,多数是负载过高

    5.HTTP之URL

    HTTP使用统一资源标识符(Uniform Resource Identifiers,URI)来输出数据和建立连接。

    URL是一种特殊类型的URI,包含了用于查找某个资源的足够信息。

    URL,全称UniformResourceLocator,中文叫统一资源定位符,是互联网上用来标识某一处资源的地址。

    以下面的这个URL为例,介绍普通URL的各个组成部分:

    http://www.aspxfans.com:8080/news/index.asp?boardID=5&ID=24618&page=1#name

    从上面的URL可以看出,一个完整的URL可以包含以下几个部分:

    (1)协议部分:http:;

    (2)域名部分:www.aspxfans.com,也可以使用IP作为域名使用;

    (3)端口部分:8080,域名后面是端口,域名和端口之间使用“:”连接,如果没有指定端口,那么就会使用默认的端口。

    (4)虚拟目录部分:/news/,从端口后面的第一个“/”开始到最后一个“/”结束是虚拟目录部分。

    (5)文件名部分:index.asp,从最后一个“/”开始到“?”结束(也可能是“/”到“#”部分,也可能没有?和#,采用默认文件),是文件名部分。

    (6)锚部分:#name,从“#”开始到最后,都是锚部分。

    (7)参数部分:?boardID=5&ID=24618&page=1,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。

      参数可以允许多个参数,参数与参数之间用“&”作为分隔符。

    6.URI和URL的区别

    URI:(uniform resource identifier)统一资源标识符

    Web上可用的每种资源如HTML文档、图像、视频片段、程序等都是一个来URI来定位的
    URI一般由三部组成:

    • 访问资源的命名机制
    • 存放资源的主机名
    • 资源自身的名称,由路径表示,着重强调于资源。

    URL:(uniform resource locator)统一资源定位符,它是一种具体的URI,即URL可以用来标识一个资源,而且还指明了如何locate这个资源。

    URL是Internet上用来描述信息资源的字符串,主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上,特别是著名的Mosaic。
    采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源,包括文件、服务器的地址和目录等。URL一般由三部组成:

    • 协议(或称为服务方式)
    • 存有该资源的主机IP地址(有时也包括端口号)
    • 主机资源的具体地址。如目录和文件名等

    URN:(uniform resource name)统一资源命名,是通过名字来标识资源,比如mailto:java-net@java.sun.com。

    URI是一种抽象的,高层次概念定义统一资源标识,而URL和URN则是具体的资源标识的方式。

    URL和URN都是一种URL。笼统地说,每个URL都是URI,但不一定每个URI都是URL。

    这是因为URI还包括一个子类,即统一资源名称(URN),它命名资源但不指定如何定位资源。

    在Java的URI中,一个URI实例可以代表绝对的,也可以是相对的,只要它符合URI的语法规则。

    而URL类则不仅符合予以,还包含了定位该资源的信息,因此它不能是相对的。

    Java类库中,URI类不包含任何访问资源的方法,它唯一的作用就是解析。相反的是,URL类可以打开一个达到资源的流。

    7.HTTP之请求消息Request

    客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求包含以下格式:

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

    Http请求消息结构.png
    • 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。

    Get请求例子,使用Charles抓取的request:

    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

    第一部分:请求行,用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

    GET说明请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源,该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。

    第二部分: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

    从第二行起为请求头部,HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,

    它是浏览器类型检测逻辑的重要基础,该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等。

    第三部分: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。

    第四部分:请求数据也叫主体,可以添加任意的其他数据。

    这个例子的请求数据为空。

    POST请求例子,使用Charles抓取的request

    POST / HTTP1.1
    Host:www.wrox.com
    User-Agent:Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.648; .NET CLR 3.5.21022)
    Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
    Content-Length:40
    Connection: Keep-Alive
    
    name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

    第一部分:请求行,第一行明了是post请求,以及http1.1版本。
    第二部分:请求头部,第二行至第六行。
    第三部分:空行,第七行的空行。
    第四部分:请求数据,第八行。

     8.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响应消息格式.jpg

    HTTP/1.1 200 OK
    Date: Fri, 22 May 2009 06:07:21 GMT
    Content-Type: text/html; charset=UTF-8
    
    <html>
          <head></head>
          <body>
                <!--body goes here-->
          </body>
    </html>
    第一部分:状态行,由HTTP协议版本号, 状态码, 状态消息 三部分组成。

    第一行为状态行,(HTTP/1.1)表明HTTP版本为1.1版本,状态码为200,状态消息为(ok)

    第二部分:消息报头,用来说明客户端要使用的一些附加信息

    第二行和第三行为消息报头,
    Date:生成响应的日期和时间;Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是UTF-8

    第三部分:空行,消息报头后面的空行是必须的
    第四部分:响应正文,服务器返回给客户端的文本信息。

    空行后面的html部分为响应正文。

     9.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:

    • 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;
    • 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;
    • 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;
    • 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;
    • 释放 TCP连接;
    • 浏览器将该 html 文本并显示内容;
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