HTTP 协议简介

一、TCP/IP 协议介绍

在介绍 HTTP 协议之前,先简单说一下TCP/IP协议的相关内容。TCP/IP协议是分层的,从底层至应用层分别为:物理层、链路层、网络层、传输层和应用层,如下图所示:

TCP/IP基础--层次图

从应用层至物理层,数据是一层层封装,封装的方式一般都是在原有数据的前面加一个数据控制头,数据封装格式如下:

TCP/IP基础--数据封装

其中,对于TCP传输协议,客户端在于服务器建立连接前需要经过TCP三层握手,过程如下:

TCP/IP基础--TCP三次握手

二、HTTP协议

2.1 简介

超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol,简称HTTP)是应用层协议,自 1990 年起,HTTP 就已经被应用于 WWW 全球信息服务系统。

HTTP 是一种请求/响应式的协议。一个客户机与服务器建立连接后,发送一个请求给服务器;服务器接到请求后,给予相应的响应信息。

HTTP 的第一版本 HTTP/0.9是一种简单的用于网络间原始数据传输的协议;

HTTP/1.0由 RFC 1945 定义 ,在原 HTTP/0.9 的基础上,有了进一步的改进,允许消息以类 MIME 信息格式存 在,包括请求/响应范式中的已传输数据和修饰符等方面的信息;

HTTP/1.1(RFC2616) 的要求更加严格以确保服务的可靠性,增强了在HTTP/1.0 没有充分考虑到分层代理服务器、高速缓冲存储器、持久连接需求或虚拟主机等方面的效能;

安全增强版的 HTTP (即S-HTTP或HTTPS),则是HTTP协议与安全套接口层(SSL)的结合,使HTTP的协议数据在传输过程中更加安全。

2.2 协议结构

HTTP协议格式也比较简单,格式如下:

HTTP协议--协议结构

2.3 HTTP 协议举例

下面是一个HTTP请求及响应的例子:

2.4 请求头格式

a) 通用头(general-header):

Cache-Control:客户端希望服务端如何缓存自己的请求数据,如”Cache-Control: no-cache”,”Cache-Control: max-age=0″;

Connection:客户端是否希望与服务端之间保持长连接,如”Connection: close”, “Connection: keep-alive”;

Date:只有当请求方法为POST或PUT方法时客户端才可能会有些字段;

Pragma:包含了客户端一些特殊请求信息,如 “Pragma: no-cache” 客户端希望代理或应用服务器不应缓存与该请求相关的结果数据;

Via:一般用在代理网关向应用服务器发送的请求头中,表明该来自客户端的请求经过了网关代理,

格式为:”Via: 请求协议版本  网关标识   [其它信息] “,

如 :” Via: 1.1  webcache_250_199.hexun.com:80 (squid)”

b) 请求头(request-header):

Accept: 表明客户同端可接受的请求回应的媒体类型范围列表。星号“*”用于按范围将类型分组,用“*/*”指示可接受全部类型

用“type/*”指示可接受 type类型的所有子类型,如“ Accept: image/gif, image/jpeg, */*”;

Accept-Charset:客户端所能识别的字符集编码格式,格式:“Accept-Charset: 字符集1[:权重],字符集2[:权重]”,如:“ Accept-Charset: iso-8859-5, unicode-1-1;q=0.8”;

Accept-Language:客户端所能识别的语言,格式:“Accept-Language: 语言1[:权重],语言2[:权重]”,如:” Accept-Language: zh, en;q=0.7”;

Host:客户请求的主机域名或主机IP,格式:“Host: 域名或IP[:端口号]”,如:“Host: www.hexun.com:80“,请求行中若有HTTP/1.1则必须有该请求头;

User-Agent:表明用户所使用的浏览器标识,主要用于统计的目的;

Referer:指明该请求是从哪个关联连接而来;

Accept-Encoding:客户端所能识别的编码压缩格式,如:“Accept-Encoding: gzip, deflate”;

If- Modified-Since:该字段与客户端缓存相关,客户端所访问的URL自该指定日期以来在服务端是否被修改过,如果修改过则服务端返回新的修改后 的信息,如果未修改过则服务器返回304表明此请求所指URL未曾修改过,如:“If-Modified-Since: Fri, 2 Sep 2006 19:37:36 GMT”;

If-None-Match:该字段与客户端缓存相关,客户端发送URL请求的同时发送该字段及标识,如 果服务端的标识与客户端的标识一致,则返回304表明此URL未修改过,如果不一致则服务端返回完整的数据信息,如:“If-None-Match: 0f0a893aad8c61:253, 0f0a893aad8c61:252, 0f0a893aad8c61:251”;

Cookie:为扩展字段,存储于客户端,向同一域名的服务端发送属于该域的cookie,如:“Cookie: MailUserName=whouse”;

c) 实体头(entity-header): (此类头存在时要求有数据体)

Content-Encoding:客户端所能识别的编码压缩格式,如:“Content-Encoding: gzip, deflate”;

Content-Length:客户端以POST方法上传数据时数据体部分的内容长度,如:“ Content-Length: 24”;

Content- Type:客户端发送的数据体的内容类型,如:“Content-Type: application/x-www-form-urlencoded”为以普通的POST方法发送的数据;“Content-Type: multipart/form-data; boundary=—————————5169208281820”,则表明数据体由多部分组成,分隔符为 “—————————–5169208281820”;

2.5)响应格式

a) 通用头(general-header):

Cache- Control:服务端要求中间代理及客户端如何缓存自己响应的数据,如“Cache-Control: no-cache”,如:“Cache-Control: private” 不希望被缓存,“Cache-Control: public” 可以被缓存;

Connection:服务端是否希望与客户端之间保持长连接,如“Connection: close”, “Connection: keep-alive”;

Date:只有当请求方法为POST或PUT方法时客户端才可能会有些字段;

Pragma:包含了服务端一些特殊响应信息,如 “Pragma: no-cache” 服务端希望代理或客户端不应缓存结果数据;

Transfer-Encoding:服务端向客户端传输数据所采用的传输模式(仅在HTTP1.1中出现),如:“Transfer-Encoding: chunked”,注:该字段的优先级要高于“Content-Length” 字段的优先级;

b)响应头(response-header):

Accept-Ranges:表明服务端接收的数据单位,如:“Accept-Ranges: bytes”, ;

Location:服务端向客户端返回此信息以使客户端进行重定向,如:“Location: http://www.hexun.com”;

Server:服务端返回的用于标识自己的一些信息,如:“ Server: Microsoft-IIS/6.0”;

ETag:服务端返回的响应数据的标识字段,客户端可根据此字段的值向服务器发送某URL是否更新的信息;

c)实体头(entity-header): (此类头存在时要求有数据体)

Content-Encoding:服务端所响应数据的编码格式,如:“Content-Encoding: gzip”;

Content-Length:服务端所返回数据的数据体部分的内容长度,如:“ Content-Length: 24”;

Content-Type:服务端所返回的数据体的内容类型,如:“Content-Type: text/html; charset=gb2312” ;

Set-Cookie:服务端返回给客户端的cookie数据,如:“ Set-Cookie: ASP.NET_SessionId=icnh2ku2dqlmkciyobgvzl55; path=/”

2.6)服务器返回状态码

1xx:表明服务端接收了客户端请求,客户端继续发送请求;
2xx:客户端发送的请求被服务端成功接收并成功进行了处理;
3xx:服务端给客户端返回用于重定向的信息;
4xx:客户端的请求有非法内容;
5xx:服务端未能正常处理客户端的请求而出现意外错误。

举例:

“100”  ; 服务端希望客户端继续;
“200”  ; 服务端成功接收并处理了客户端的请求;
“301”  ; 客户端所请求的URL已经移走,需要客户端重定向到其它的URL;
“304”  ; 客户端所请求的URL未发生变化;
“400”  ; 客户端请求错误;
“403”  ; 客户端请求被服务端所禁止;
“404”  ; 客户端所请求的URL在服务端不存在;
“500”  ; 服务端在处理客户端请求时出现异常;
“501”  ; 服务端未实现客户端请求的方法或内容;
“502”  ; 此为中间代理返回给客户端的出错信息,表明服务端返回给代理时出错;
“503”  ; 服务端由于负载过高或其它错误而无法正常响应客户端请求;
“504”  ; 此为中间代理返回给客户端的出错信息,表明代理连接服务端出现超时。

2.7)chunked 传输

编码使用若干个Chunk组成,由一个标明长度为0的chunk结束,每个Chunk有两部分组成,第一部分是该Chunk的长度(以十六进制表示)和 长度单位(一般不写),第二部分就是指定长度的内容,每个部分用CRLF隔开。在最后一个长度为0的Chunk中的内容是称为footer的内容,是一些 没有写的头部内容。另外,在HTTP头里必须含有:” Transfer-Encoding: chunked” 通用头字段。格式如下:

chunked 传输

2.8)HTTP 请求方法

GET、POST、HEAD、CONNECT、PUT、DELETE、TRACE、OPTIONS

2.9)HTTP 断点续传

a)HTTP 请求头

格式:Range: bytes={range_from}-{range_to}

该头表示从后端 HTTP 服务器取数据,开始偏移位置为 {range_from},结束偏移位置为 {range_to},其中偏移位置下标从 0 开始;如果省略了 {range_to} 则表示从指定的开始位置 {range_from} 至数据结尾。

如:Range: bytes=1024-2048  其表示读取从偏移位置 1024 至 2028 的数据,而 Range: bytes=1024- 则表示读取从偏移位置 1024 至数据结尾的数据。

b)HTTP 响应头

格式:Content-Range: bytes {range_from}-{range_to}/{total_length}

其中 {range_from} 和 {range_to} 分别代表当前从服务端返回的数据的起始偏移位置(下标从 0 开始),这是一个双向闭区间范围,而 total_length 则指定了整个数据的总长度,此时 HTTP 响应头中的 Content-Length 如果存在,则其值表示当前返回的数据块(由 {range_from} 和 {range_to} 指定的数据区间)的长度。该长度内的数据包括 {range_from} 和 {range_to} 两个位置的数据。

3.0)举例

a)GET请求

b)POST请求

c)通过HTTP代理发送GET请求

d)POST方式上传文件

e)CONNECT举例

3.1)在终端以 telnet 方式测试

a)打开回显功能(针对windows)

Windows 2000:进入DOS模式->输入 telnet->set LOCAL_ECHO->退出:quit->telnet ip 80
Windows xp:进入DOS模式->输入telnet->set local echo->open ip 80

b) 按HTTP协议格式输入GET请求、HEAD请求、POST请求。

3.2)资源下载

acl 跨平台网络通信及服务器开发框架下载https://github.com/zhengshuxin/acl

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关于作者:郑树新

长期从事技术研究及技术管理工作,有近17年工作经历。有两次创业经历,曾任和讯架构师,现任二六三企业通信架构师。 个人主页 · 我的文章 · 6 ·    

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