深入浅出HTTP，从开始到放弃（第二章）—

深入浅出HTTP，从开始到放弃（第二章）—— 简单的 HTTP 协议

发表于 August 10, 2018|分类于 http|阅读次数: –

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第二章简单的 HTTP 协议

HTTP 协议用于客户端和服务器端之间的通信

HTTP 协议和 TCP/IP 协议族内的其他众多的协议相同，用于客户端和服务器之间的通信。请求访问文本或图像等资源的一端称为客户端，而提供资源响应的一端称为服务器端。

应用 HTTP 协议时，必定是一端担任客户端角色，另一端担任服务器端角色。有时候，按实际情况，两台计算机作为客户端和服务器端的角色有可能会互换，但就仅从一条通信线路来说，服务器端和客户端的角色是确定的，而用 HTTP 协议能够明确区分哪端是客户端，哪端是服务器端。

通过请求和响应的交换达成通信

请求必定由客户端发送，而服务器端回复响应

HTTP 协议规定，请求从客户端发出，最后服务器端响应该请求并返回。换句话说，肯定是先从客户端开始建立通信的，服务器端在没有接受到请求之前不会发送响应。

下面则是从客户端发送某个 HTTP 服务器端的请求报文中的内容

GET/index.htm HTTP/1.1
HOST: hackr.jp

起始行开头的 GET 表示请求访问服务器的类型，称为方法（method）。随后的字符串/index.htm 指明了请求访问的资源对象，也叫做请求 URI(request-URI)。最后的 HTTP/1.1，即 HTTP 的版本号，用来提示客户端使用的 HTTP 协议功能。

综合来看，这段请求内容的意思是：请求访问某台 HTTP 服务器上的 /index.htm 页面资源。

请求报文是由请求方法、请求 URL、协议版本、可选的请求首部字段和内容实体构成的。

图：请求报文的构成

请求首部字段及内容实体后面会作详细说明。接受到请求的服务器，会将请求内容的处理结果以响应的形式返回

HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10 Jul 2012 06:50:15 GMT
Content-Length: 362
Content-Type: text/html

...

在起始行开头的 HTTP/1.1 表示服务器对应的 HTTP 版本。

紧挨着的 200 OK 表示请求的处理结果的状态码（status code）和原因短语（reason-phrase）。下一行显示了创建响应的日期时间，是首部字段（header field）内的一个属性。接着以一空行分隔，之后的内容称为资源实体的主体（entity body）。

响应报文基本上由协议版本、状态码（表示请求成功或失败的数字代码）、用以解释状态码的原因短语、可选的响应首部字段以及实体主体构成。

图：响应报文的构成

HTTP 是不保存状态的协议

HTTP 是一种不保存状态，即无状态（stateless）协议。HTTP 协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说在 HTTP 这个级别，协议对于发送的请求或响应都不做持久化处理

使用 HTTP 协议，每当有新的请求发送时，就会有对应的新响应产生。协议本身并不保留之前的一切的请求或响应报文的信息。这是为了更快地处理大量事务，确保协议的可伸缩性，而特意把 HTTP 协议设计成如此简单的。可是，随着 Web 的不断发展，因无状态而导致业务处理变得棘手的情况增多了。比如，用户登录到一家购物网站，即使他跳转到该站的其他页面后，也需要能继续保持登录状态。针对这个实例，网站为了能够掌握是谁送出的请求，需要保存用户的状态。

HTTP/1.1 虽然是无状态协议，但为了实现期望的保持状态功能，于是引入了 Cookie 技术。有了 Cookie 再用 HTTP 协议通信，就可以管理状态了。

请求 URI 定位资源

HTTP 协议使用 URI 定位互联网上的资源。正是因为 URI 的特定功能，在互利网上任意位置的资源都能访问到。

当客户端请求在访问资源而发送请求时，URI 需要将作为请求报文中请求 URI 包含在内。指定请求 URI 的方式有很多。

URI为完整的请求URI
GET http://laibh.top/2018/08/09/2018-08-09-read-图解HTTP-Part2

在首部字段Host中写明网络域名或IP地址
GET /2018/08/09/2018-08-09-read-图解HTTP-Part2 HTTP/1.1
Host: laibh.top

除此之外，如果不是访问特定资源而是对服务器本身发起请求，可以用一个*来替代请求 URI。下面这个例子就是查询 HTTP 服务端支持的 HTTP 的方法种类

OPTIONS * HTTP/1.1

告知服务器意图的 HTTP 方法

HTTP/1.1 中可以使用的方法

GET: 获取资源

GET 方法用来请求访问已被 URI 识别的资源。指定的资源服务器端解析后返回响应内容。也就是说，如果请求的资源时文本，那就保持原样返回；如果是像 CGI（Common Gateway Interface, 通用网关接口）那样的程序，则返回经过执行后的输出结果

使用GET方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ---------------------------------------------- |' | 请求 | GET /index.html HTTP/1.1Host: www.hackr.jp | | 响应 | 返回 index.html 的页面资源 |

| 状态 | 描述 | | ---- '| ------------------------------------------------------------ |' | 请求 | GET /index.html HTTP/1.1Host: www.hackr.jpIf-Modified-Since: Thu, 12 Jul 2012 07:30:00 GMT | | 响应 | 仅返回 2017 年 7 月 12 号 7 点 30 分以后更新过的 index.html 页面资源。如果未有内容更新，则以状态码 304 Not Modified 作为响应返回 |

POST: 传输实体主体

POST 方法用来传输实体的主体

虽然用 GET 方法也可以传输实体的主体，但一般不用 GET 方法进行传输，而用 POST 方法。虽说 POST 的功能与 GET 很相似，但 POST 的主要目的并不是获取响应的主体内容。

使用POST方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ------------------------------------------------------------ |' | 请求 | POST /submit.cgi HTTP/1.1Host: www.hackr.jpContent-Length:1560（1560 字节的数据） | | 响应 | 返回 submit.cgi 接受数据的处理结果 |

PUT: 传输文件

PUT 方法用来传输文件。就像 FTP 协议的文件上传一样，要求在请求报文的主体中包含文件内容，然后保存到请求 URI 指定的位置。

但是鉴于 HTTP/1.1 的 PUT 方法自身不带验证机制，任何人都可以上传文件，存在安全性问题，因此一般的 Web 网站不使用该方法。若配合 Web 应用程序的验证机制，或架构设计采用 REST(REpresentational State Transfer, 表征状态转移)标准的同类 Web 网络，就可能会开放使用 PUT 方法

使用PUT方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | -------------------------------------- '| ------------------------------------------------------------ |' | 请求 | PUT/example.html HTTP/1.1Host: www.hackr.jpContent-Type: text/htmlContent-Lenght: 1560（1560 字节的数据） | | 响应（请求执行成功了，但没有数据返回） | 响应返回状态码 204 Not Content(比如：该 html 已存在于服务器上) |

HEAD: 获得报文首部

HEAD 方法和 GET 方法一样，只是不返回报文主体部分。用于确认 URI 的有效性以及资源更新的日期时间等。

使用HEAD方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ----------------------------------------------- |' | 请求 | HEAD /index.html HTTP/1.1Host: www.hackr.jp | | 响应 | 返回 index.html 有关的响应首部 |

DELETE: 删除文件

DELETE 方法用来删除文件，是与 PUT 相反的方法。DELETE 方法按请求 URI 删除指定的资源。但是，HTTP/1.1 的 DELETE 方法本身和 PUT 方法一样不带验证机制，所以一般的 Web 网站也不使用 DELETE 方法。当配合 Web 应用程序的验证机制，或遵守 REST 标准时还是有可能会开放使用的。

使用DELETE方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ----------------------------------------------------------- |' | 请求 | DELETE /example.html HTTP/1.1Host: www.hackr.jp | | 响应 | 响应返回状态码 204 Not Content(比如：该 html 已从服务器上删除) |

OPTIONS: 询问支持的方法

OPTIONS 方法用来查询针对请求 URI 指定的资源支持的方法

使用OPTIONS方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ------------------------------------------------------------ |' | 请求 | OPTIONS HTTP/1.1Host: www.hackr.jp | | 响应 | HTTP/1.1 200 OKAllow: GET, POST, HEAD, OPTIONS（返回服务器支持的方法） |

Trace: 追踪路径

TRACE 方法是让 Web 服务器端将之前的请求通信环回客户端的方法。

发送请求时，在 Max-Forwards 首部字段中填入数值，每经过一个服务器端就将数字减 1，当数值刚好减到 0 时，就停止继续传输，最后接受请求的服务器端则可以返回状态码 200 OK 的响应

客户端通过 TRACE 方法可以查询发送出去的请求是怎么样被加工修改/篡改的。这是因为，请求想要连接到源目标服务器可能会通过代理中转。TRACE 方法就是用来确认连接过程中发生的一系列操作。

但是，TRACE 方法本来就不怎么常用，再加上它容易引发 XST(Cross-Site Tracing, 跨域追踪)攻击，通常就更不会用到了。

使用TRACE方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ------------------------------------------------------------ |' | 请求 | TRACE HTTP/1.1Host: www.hackr.jp Max-Forwards: 2 | | 响应 | HTTP/1.1 200 OKContent-Type: messgae/httpTRACE HTTP/1.1Host: www.hackr.jp Max-Forwards: 2 |

CONNECT: 要求用隧道协议连接代理

CONNECT 方法要求与代理服务器通信建立隧道，实现隧道协议进行 TCP 通信。主要使用 SSL（Secure Sockets Layer, 安全套接层）和 TLS(Transport Layer Security, 传输层安全)协议把通信内容加密后经网络隧道传输

CONNECT 方法的格式如下所示

CONNECT 代理服务器名： 端口名 HTTP版本

使用CONNECT方法的请求响应的例子

| 状态 | 描述 | | ---- '| ---------------------------------------------------------- |' | 请求 | CONNECT proxy.hackr.jp:8080 HTTP/1.1Host: www.hackr.jp | | 响应 | HTTP/1.1 200 OK (之后进入网络隧道) |

使用方法下达命令

想请求 URI 指定的资源发送请求报文时，采用称为方法的命令。

方法的作用用于，可以指定请求的资源按期望产生的某种行为。方法中有 GET、POST、HEAD 等

下表列出了 HTTP/1.0 和 HTTP/1.1 支持的方法。另外，方法名区别大小写，注意用大写字母

| 方法 | 说明 | 支持的 HTTP 协议版本 | | ------- '| ---------------------- | ------------------ |' | GET | 获取资源 | 1.0、1.1 | | POST | 传输实体主体 | 1.0、1.1 | | PUT | 传输文件 | 1.0、1.1 | | HEAD | 获得报文首部 | 1.0、1.1 | | DELETE | 删除文件 | 1.0、1.1 | | OPTIONS | 询问支持的方法 | 1.1 | | TRACE | 追踪路径 | 1.1 | | CONNECT | 要求用隧道协议连接代理 | 1.1 | | LINK | 建立和资源之间的联系 | 1.0 | | UNLINK | 断开连接关系 | 1.0 |

在这里列举的众多方法中，LINK 和 UNLINK 已被 HTTP/1.1 废弃，不再支持

持久连接节省通信量

HTTP 协议的初始版本中，每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP 连接。

以当年的通信情况来说，因为都是些容量很小的文本传输，所以即使这样的也没有多大问题。可随着 HTTP 的普及，文档中包含着大量图片的情况多了起来。比如，使用浏览器浏览一个包含多张图片的 HTML 页面时，在发送请求访问 HTML 页面资源的同时，也会请求该 HTML 页面里包含的其他资源。因此，每次的请求都会造成无谓的 TCP 连接建立和断开，增加通信量的开销。

持久连接

为了解决上述 TCP 连接的问题，HTTP/1.1 和一部分的 HTTP/1.0 想出了持久连接（HTTP Persistent Connections, 也称为 HTTP keep-alive 或 HTTP connection reuse）的方法。持久连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。

持久连接旨在建立 1 次 TCP 连接后进行多次请求和响应的交互。持久连接的好处在于减少 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。另外，减少开销的那部分时间，使得 HTTP 请求和响应能够更早地结束，这样 Web 页面的显示速度也就相应提高了。

在 HTTP/1.1 中，所有的连接默认都是持久连接，但在 HTTP/1.0 内并未标准化。虽然有一部分服务器通过非标准的手段实现了持久连接，但服务器端不一定能够支持持久连接。毫无疑问，除了服务器端，客户端也需要支持持久连接。

管线化

持久连接使得多次请求以管线化（pipelining）方式发送成为可能。从前发送请求后需等待并收到响应，才能发送下一个请求。管线化技术出现后，不用等待响应亦可直接发送下一个请求。这样能够做到同时并行发送多个请求，而不需要一个接一个地等待响应了。

比如：当请求一个包含 10 张图片的 HTML Web 页面，与挨个连接相比，用持久连接可以让请求更快结束。而管线化技术则比持久连接还要快。请求次数越多，时间差就越明显。

HTTP 是无状态协议，它不对之前发生过的请求和响应的状态进行管理。也就是说，无法根据之前的状态进行本次的请求处理。

假设要求登录认证的 Web 页面本身无法进行状态的管理（不记录已登录的状态），那么每次跳转新页面不是再次登录，就是要在每次请求报文中附加参数来管理登录状态。

不可否认，无状态协议当然也有它的优点，由于不必保存状态，自然可减少服务器的 CPU 以及内存资源的消耗。从另一个侧面来说，也正是 HTTP 协议本身是非常简单的，所以才会被应用到各种场景里面。如果让服务器管理全部客户端状态会变成负担。

保留无状态这个特征的同时又要解决类似的矛盾问题，于是引入了 Cookie 技术。Cookie 技术通过在请求和响应报文中写入了 Cookie 信息来控制客户端的状态。

Cookie 会根据从服务端发送的响应报文内的一个叫做 Set-Cookie 的首部字段消息，通知客户端保存 Cookie。当下次客户端再次往服务器发送请求时，客户端会自动在请求报文中加入 Cookie 后发出去。

服务器端发现客户端发送来的 Cookie 后，会去检查究竟是从哪一个客户端发送的连接请求，然后比对服务器端上的记录，最后得到之前的状态消息。

'没有 Cookie 消息状态下的请求'

'第 2 次以后（存有 Cookie 信息状态）的请求'

![第 2 次以后（存有 Cookie 信息状态）的请求](/images/posts/2018-08-10-read-图解 HTTP-Part2-第 2 次以后存有 Cookie 信息状态的请求.png)

上图展示了发生 Cookie 交互的情景，HTTP 请求报文和响应报文的内容如下。

请求报文（没有 Cookie 消息的状态）

   GET / reader / HTTP/1.1
   Host: hark.jp
   *首部字段内没有Cookie相关消息

响应报文（服务器端生成 Cookie 消息）

   HTTP/1.1 200 OK
   Date:Date: Thu, 12 Jul 2012 07:12:20 GMT
   Server: Apache＜Set-Cookie: sid=1342077140226724; path=/; expires=Wed,10-Oct-12 07:12:20 GMT＞
   Content-Type: text/plain; charset=UTF-8

请求报文（自动发送保存着的 Cookie 消息）

   GET /image/ HTTP/1.1
   Host: hackr.jp
   Cookie: sid = 1342077140226724

参考链接：https://book.douban.com/subject/25863515/

第二章 简单的 HTTP 协议