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该文转自：HTTP协议详解

HTTP协议详解

引言

超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。1960年美国人Ted Nelson构思了一种通过计算机处理文本信息的方法，并称之为超文本（hypertext）,这成为了HTTP超文本传输协议标准架构的发展根基。Ted Nelson组织协调万维网协会（World Wide Web Consortium）和互联网工程工作小组（Internet Engineering Task Force ）共同合作研究，最终发布了一系列的RFC，其中著名的RFC 2616定义了HTTP 1.1。

HTTP协议的主要特点可概括如下：

  • 支持客户/服务器模式。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

HTTP协议详解之URL篇

http（超文本传输协议）是一个基于请求与响应模式的、无状态的、应用层的协议，常基于TCP的连接方式，HTTP1.1版本中给出一种持续连接的机制，绝大多数的Web开发，都是构建在HTTP协议之上的Web应用。

URL 统一资源定位符：(URL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)的格式如下： 

http://host[":"port][abs_path]

http表示要通过HTTP协议来定位网络资源；host表示合法的Internet主机域名或者IP地址；port指定一个端口号，为空则使用缺省端口80；abs_path指定请求资源的URI；如果URL中没有给出abs_path，那么当它作为请求URI时，必须以“/”的形式给出，通常这个工作浏览器自动帮我们完成。
eg:
1、输入：www.guet.edu.cn
浏览器自动转换成：http://www.guet.edu.cn/
2、http:192.168.0.116:8080/index.jsp

HTTP协议详解之请求篇

http请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文。

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，格式如下： 

Method Request-URI HTTP-Version CRLF

其中 Method表示请求方法；Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出现单独的CR或LF字符）。

请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下：

  • GET 请求获取Request-URI所标识的资源

  • POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据

  • HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头

  • PUT 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识

  • DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源

  • TRACE 请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断

  • CONNECT 保留将来使用

  • OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

应用举例：
GET方法：在浏览器的地址栏中输入网址的方式访问网页时，浏览器采用GET方法向服务器获取资源： 

GET /index.html HTTP/1.1

Host:192.168.0.210

HTTP/1.1 200 OK

Date: Sun, 13 Nov 2016 16:37:41 GMT

Server: Apache/2.2.15 (CentOS)

Last-Modified: Sun, 13 Nov 2016 16:37:19 GMT

ETag: "2c74-13-54131563ee60b"

Accept-Ranges: bytes

Content-Length: 19

Connection: close

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

POST方法要求被请求服务器接受附在请求后面的数据，常用于提交表单。 

eg：POST /reg.jsp HTTP/ (CRLF)

Accept:image/gif,image/x-xbit,... (CRLF)

...

HOST:www.guet.edu.cn (CRLF)

Content-Length:22 (CRLF)

Connection:Keep-Alive (CRLF)

Cache-Control:no-cache (CRLF)

(CRLF)         //该CRLF表示消息报头已经结束，在此之前为消息报头

user=jeffrey&pwd=1234  //此行以下为提交的数据

HEAD方法与GET方法几乎是一样的，对于HEAD请求的回应部分来说，它的HTTP头部中包含的信息与通过GET请求所得到的信息是相同的。利用这个方法，不必传输整个资源内容，就可以得到Request-URI所标识的资源的信息。该方法常用于测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。

HTTP协议详解之响应篇

在接收和解释请求消息后，服务器返回一个HTTP响应消息。HTTP响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文。

状态行格式如下： 

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态代码；Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值：

  • 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

常见状态代码、状态描述、说明：

  • 200： 成功，请求的所有数据通过响应报文的entity-body部分发送；OK

  • 301： 请求的URL指向的资源已经被删除；但在响应报文中通过首部Location指明了资源现在所处的新位置；Moved Permanently

  • 302： 与301相似，但在响应报文中通过Location指明资源现在所处临时新位置; Found

  • 304： 客户端发出了条件式请求，但服务器上的资源未曾发生改变，则通过响应此响应状态码通知客户端；Not Modified

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

  • 401： 需要输入账号和密码认证方能访问资源，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 ；Unauthorized

  • 403： 服务器收到请求，但是拒绝提供服务；Forbidden

  • 404： 服务器无法找到客户端请求的资源；Not Found

  • 500： 服务器内部错误；Internal Server Error

  • 502： 代理服务器从后端服务器收到了一条伪响应；Bad Gateway

  • 503： 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; Server Unavailable

HTTP协议详解之消息报头篇

HTTP消息报头包括通用报头、请求报头、响应报头、实体报头。
每一个报头域都是由名字+“：”+空格+值 组成，消息报头域的名字是大小写无关的。

通用报头

在通用报头中，有少数报头域用于所有的请求和响应消息，但并不用于被传输的实体，只用于传输的消息。

  • Date通用报头域表示消息产生的日期和时间

  • Via 显示报文经过的中间节点

  • Connection通用报头域允许发送指定连接的选项。例如指定连接是连续，或者指定“close”选项，通知服务器，在响应完成后，关闭连接

  • Cache-Control 用于指定缓存指令，缓存指令是单向的（响应中出现的缓存指令在请求中未必会出现），且是独立的（一个消息的缓存指令不会影响另一个消息处理的缓存机制），HTTP1.0使用的类似的报头域为Pragma。请求时的缓存指令包括：no-cache（用于指示请求或响应消息不能缓存）、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if-cached;响应时的缓存指令包括：public、private、no-cache、no-store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age、s-maxage.

请求报头

请求报头允许客户端向服务器端传递请求的附加信息以及客户端自身的信息。

  • Accept：Accept请求报头域用于指定客户端接受哪些类型的信息。eg：Accept：image/gif，表明客户端希望接受GIF图象格式的资源；Accept：text/html，表明客户端希望接受html文本。

  • Accept-Charset：Accept-Charset请求报头域用于指定客户端接受的字符集。eg：Accept-Charset:iso-8859-1,gb2312.如果在请求消息中没有设置这个域，缺省是任何字符集都可以接受。

  • Accept-Encoding：Accept-Encoding请求报头域类似于Accept，但是它是用于指定可接受的内容编码。eg：Accept-Encoding:gzip.deflate.如果请求消息中没有设置这个域服务器假定客户端对各种内容编码都可以接受。

  • Accept-Language：Accept-Language请求报头域类似于Accept，但是它是用于指定一种自然语言。eg：Accept-Language:zh-cn.如果请求消息中没有设置这个报头域，服务器假定客户端对各种语言都可以接受。

  • Accept-Ranges：可以请求网页实体的一个或者多个子范围字段

  • Authorization：Authorization请求报头域主要用于证明客户端有权查看某个资源。当浏览器访问一个页面时，如果收到服务器的响应代码为401（未授权），可以发送一个包含Authorization请求报头域的请求，要求服务器对其进行验证。

  • Host（发送请求时，该报头域是必需的）Host请求报头域主要用于指定被请求资源的Internet主机和端口号，它通常从HTTP URL中提取出来的。

  • User-Agent：我们上网登陆论坛的时候，往往会看到一些欢迎信息，其中列出了你的操作系统的名称和版本，你所使用的浏览器的名称和版本，这往往让很多人感到很神奇，实际上，服务器应用程序就是从User-Agent这个请求报头域中获取到这些信息。User-Agent请求报头域允许客户端将它的操作系统、浏览器和其它属性告诉服务器。不过，这个报头域不是必需的，如果我们自己编写一个浏览器，不使用User-Agent请求报头域，那么服务器端就无法得知我们的信息了。

  • Referer：包含当前正在请求的资源的上一级资源；

  • If-Modified-Since：如果请求的部分在指定时间之后被修改则请求成功，未被修改则返回304代码

  • If-Unmodified-Since：只在实体在指定时间之后未被修改才请求成功。

  • If-Match：只有请求内容与实体相匹配才有效。

  • If-None-Match： 如果内容未改变返回304代码，参数为服务器先前发送的Etag，与服务器回应的Etag比较判断是否改变。

请求报头举例：
GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
Accept:image/gif,image/x-xbitmap,image/jpeg,application/x-shockwave-flash,application/vnd.ms-excel,application/vnd.ms-powerpoint,application/msword, / (CRLF)
Accept-Language:zh-cn (CRLF)
Accept-Encoding:gzip,deflate (CRLF)
If-Modified-Since:Wed,05 Jan 2007 11:21:25 GMT (CRLF)
If-None-Match:W/"80b1a4c018f3c41:8317" (CRLF)
User-Agent:Mozilla/4.0(compatible;MSIE6.0;Windows NT 5.0) (CRLF)
Host:www.guet.edu.cn (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
(CRLF)

响应报头

响应报头允许服务器传递不能放在状态行中的附加响应信息，以及关于服务器的信息和对Request-URI所标识的资源进行下一步访问的信息。

  • Location：Location响应报头域用于重定向接受者到一个新的位置。Location响应报头域常用在更换域名的时候。

  • Server：Server响应报头域包含了服务器用来处理请求的软件信息。与User-Agent请求报头域是相对应的。

  • Age：从原始服务器到代理缓存形成的估算时间（以秒计，非负）

  • Vary：告诉下游代理是使用缓存响应还是从原始服务器请求。

  • Via：告知代理客户端响应是通过哪里发送的。

  • WWW-Authenticate：表明客户端请求实体应该使用的授权方案

实体报头

请求和响应消息都可以传送一个实体。一个实体由实体报头域和实体正文组成，但并不是说实体报头域和实体正文要在一起发送，可以只发送实体报头域。实体报头定义了关于实体正文（eg：有无实体正文）和请求所标识的资源的元信息。

  • Content-Encoding：Content-Encoding实体报头域被用作媒体类型的修饰符，它的值指示了已经被应用到实体正文的附加内容的编码，因而要获得Content-Type报头域中所引用的媒体类型，必须采用相应的解码机制。Content-Encoding这样用于记录文档的压缩方法，eg：Content-Encoding：gzip

  • Content-Language：Content-Language实体报头域描述了资源所用的自然语言。没有设置该域则认为实体内容将提供给所有的语言阅读者。

  • Last-Modified：Last-Modified实体报头域用于指示资源的最后修改日期和时间。

  • Expires：Expires实体报头域给出响应过期的日期和时间。为了让代理服务器或浏览器在一段时间以后更新缓存中(再次访问曾访问过的页面时，直接从缓存中加载，缩短响应时间和降低服务器负载)的页面，我们可以使用Expires实体报头域指定页面过期的时间。eg：Expires：Thu，15 Sep 2006 16:23:12 GMT HTTP1.1的客户端和缓存必须将其他非法的日期格式（包括0）看作已经过期。eg：为了让浏览器不要缓存页面，我们也可以利用Expires实体报头域，设置为0，jsp中程序如下：response.setDateHeader("Expires","0");

详细介绍请见：http报头
扩展学习：扩展学习

一次完整的http请求处理过程：

  1. 建立或处理连接：接收请求或拒绝请求；

  2. 接收请求：接收来自于网络上的主机请求报文中对某特定资源的一次请求的过程；

  3. 处理请求：对请求报文进行解析，获取客户端请求的资源及请求方法等相关信息；

  4. 访问资源：获取请求报文中请求的资源；

  5. 构建响应报文：

  6. 发送响应报文：

  7. 记录日志：

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