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HTTP原理与实现

news 文章来源：https://blog.csdn.net/m0_61843855/article/details/132457574 2024/9/21 2:35:24

一、基本概念

一、基本原理*

1、全称： HyperText Transfer Protocol (超文本传输协议)

2、底层实现协议：建立在 TCP/IP 上的无状态连接。

3、基本作用：用于客户端与服务器之间的通信，规定客户端和服务器之间的通信格式。包括请求与响应的格式。

注意：HTTP协议不涉及数据包（package）传输，主要规定通信格式！！！！

4、工作方式：浏览器作为HTTP客户端通过URL发送一个 HTTP 请求，WEB服务端收到请求开始处理，处理结束返回给客户端结果，客户端对结果进行处理并展示。

5、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(URL)。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。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
<5>支持B/S及C/S模式。

URI与URL区别：uri和url的区别与联系（一看就理解）_url uri_sinat_38719275的博客-CSDN博客

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

uri是父，URL是子，URL继承uri，故而更加详细。

一个完整URL包括七部分：（必须部分：协议 + 域名）
1.协议部分：“http：”。表示网页使用HTTP协议。在"HTTP"后面的“//”为分隔符

2.域名部分：“www.aspxfans.com”。一个URL中，也可用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。

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。本例中的虚拟目录是“/news/”。

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。本例中的文件名是“index.asp”。

6.锚部分：从“#”开始到最后，都是锚部分。本例中的锚部分是“name”。

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。本例中的参数部分为“boardID=5&ID=24618&page=1”。参数可以允许有多个参数，参数与参数之间用“&”作为分隔符。

二、常见字段

1、Host 字段：指定服务器的域名。

Host: www.A.com

作用：可将请求发往「同一台」服务器上的不同网站

2、Content-Length 字段：表明本次回应的数据长度。（从而判断出不同回应的边界）

Content-Length: 1000  （单位是字节）

解决“粘包”的问题俩方式：

HTTP 协议通过设置回车符、换行符作为 HTTP header 的边界；通过 Content-Length 字段作为 HTTP body 的边界。

3、Connection 字段：用于客户端要求服务器使用「HTTP 长连接」机制，以便其他请求复用。

Connection: Keep-Alive

开启了 HTTP Keep-Alive 机制后，连接就不会中断，而是保持连接。当客户端发送另一个请求时，它会使用同一个连接，一直持续到客户端或服务器端提出断开连接。

4、Content-Type 字段：服务器回应客户端，本次数据的格式。

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

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

Accept: */*表示客户端声明自己可以接受任何格式的数据。

4、Content-Encoding 字段：说明数据的压缩方法。表示服务器返回的数据使用了什么压缩格式

Content-Encoding: gzip表示服务器返回的数据采用了 gzip 方式压缩，告知客户端需要用此方式解压。

客户端在请求时，用 Accept-Encoding 字段说明自己可以接受哪些压缩方法。

Accept-Encoding: gzip, deflate

5、User-Agent 浏览器版本

三、请求报文格式

1、请求消息格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据。

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，包含请求类型、要访问的资源、使用的HTTP版本.

请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源，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

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。

四、响应报文格式

1、响应消息格式：状态行、消息报头、空行和响应正文。

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，包含 HTTP协议版本号、状态码、状态消息。

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。

五、HTTP状态码

首位数字确定响应类别，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。

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，此状态码须和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

六、HTTP请求方法

GET     请求指定的页面信息，并返回实体主体。
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
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。
PUT     从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
DELETE      请求服务器删除指定的页面。
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。
OPTIONS     允许客户端查看服务器的性能。
TRACE     回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

二、GET 和 POST 区别

一、区别

根据 RFC 规范

GET 的语义是从服务器获取指定的资源。

POST 的语义是根据请求负荷（报文body）对指定的资源做出处理

（POST 请求携带数据的位置一般是写在报文 body 中，body 中的数据可以是任意格式的数据）

二、GET与POST的安全和幂等

在 HTTP 协议里，所谓的「安全」是指请求方法不会「破坏」服务器上的资源。
所谓的「幂等」，意思是多次执行相同的操作，结果都是「相同」的。

从 RFC 规范定义的语义来看：

GET安全且幂等。（对服务器进行「只读」操作）

POST不安全且不幂等。（对服务器「新增或提交数据」操作）

实际开发中，开发者不一定会按照 RFC 规范定义的语义来实现 GET 和 POST 方法。比如：

可以用 GET 方法实现新增或删除数据的请求，这样实现的 GET 方法自然就不是安全和幂等。
可以用 POST 方法实现查询数据的请求，这样实现的 POST 方法自然就是安全和幂等。

GET可以带body，POST的URL也可以带参数。实际开发灵活。

三、HTTP缓存技术

两种实现方式：强制缓存和协商缓存。

强制缓存：只要浏览器判断缓存没有过期，则直接使用浏览器的本地缓存，决定是否使用缓存的主动性在于浏览器这边。

实现方式：HTTP 响应头部（Response Header）俩字段实现。（表资源在客户端缓存的有效期）

Cache-Control，是一个相对时间（优先级较高）；
Expires，是一个绝对时间；

首先：当浏览器第一次请求访问服务器资源时，服务器会在返回这个资源的同时，在 Response 头部加上 Cache-Control，Cache-Control 中设置了过期时间大小；

其次：浏览器再次请求访问服务器中的该资源时，会先通过请求资源的时间与 Cache-Control 中设置的过期时间大小，来计算出该资源是否过期，如没有，则使用该缓存，否则重新请求服务器；

最后：服务器再次收到请求后，会再次更新 Response 头部的 Cache-Control。

协商缓存：与服务端协商之后，通过协商结果来判断是否使用本地缓存（同意则返回状态码304）