【计算机网络】理解应用层协议HTTP

HTTP协议

HTTP协议是一种超文本传输协议，它定义了客户端与服务端之间如何进行数据传输进而通信的协议，HTTP是一种可以用来解析和传输超文本的协议，

认识URL

随便找一个网址我们看一下对应的URL的格式是怎样的

对于协议方案名，我们这里学习的是http，但我们平常使用的都是https，但两者大同小异，https使用起来更安全。
对于域名，浏览器后台会自动给转换为ip地址，找到相应服务器，加上后面的带层次的文件路径，就能唯一标识网络上唯一一台主机上的唯一的文件资源，即互联网上的唯一文件资源。
域名后面其实还有端口号，但端口号跟协议名称是强关联的，我们不需要看到，后台会自动拼接。
对于？后面的一些字符串我们不需要知道，这些都是编码格式。

HTTP协议的请求

• 首行(请求行)：方法 + url + HTTP版本
• Header(请求报头)：请求的属性,每组属性是"："分隔的kv键值对,每组属性用\r\n分开，遇到空行表示Header部分结束。
• Body行(请求正文)：Body后面跟的都是Body，Body允许为空字符串，如果Body存在，则在Header中会有一个Content-Length 的属性来标识Body的长度。

如果我们想获得请求报文的完整内容，怎么办？

假如我们从网络中截获一段网络报文，我们如何知道这串报文是一个完整的请求报文呢？
我们可以按照换行符为分隔符，如果拿到空行，就说明我们已经拿到了请求报头部分，再从请求报头中拿到Content-Length属性就能知道Body数据的大小了，从而就能拿到完整的报文。
下面是一个截获的报文

上面就是一个GET请求的报文。

HTTP协议的响应

• 首行（状态行）：版本号 + 状态码 + 状态码描述
• Header（响应报头）：回应的属性,每组属性是"："分隔的kv键值对,每组属性用\r\n分开，遇到空行表示Header部分结束。
• Body（响应正文）: 空行后面的内容都是 Body. Body 允许为空字符串. 如果 Body 存在, 则在Header 中会有一个 Content-Length 属性来标识 Body 的长度; 如果服务器返回了一个 html 页面, 那么 html 页面内容就是在 body 中.

应答响应格式

HTTP的方法

HTTP的方法都是请求时使用，HTTP的方法众多

其中GET和POST是重点理解的两个方法，其他方法不常用，了解即可。

GETvsPOST

我们在进行登陆时，使用的账号密码就可以作为参数进行传递。

1. GET一般用来获取静态资源（例如html），也可以通过URL来向服务器传递参数。
2. POST可以通过http request的正文来进行参数传递。
3. URL传递参数，参数的体量一定不大，正文可以很大。
4. POST方法比GET方法传参更私密，但都不安全！所以需要对http的参数部分进行加密，所以就有了https。

HTTP的状态码

最常见的状态码, 比如 200(OK), 404(Not Found), 403(Forbidden), 302(Redirect, 重定向), 504(Bad Gateway)


理解重定向：

• 永久重定向：即状态码为301，表示请求的资源已经被永久的移动到新的位置，在这种情况下，服务器会在响应中添加一个Location头部，用于指定资源的新位置，这个Location包含了新的URL地址，以后浏览器会自动重定向到指定的地址。
• 临时重定向：即状态码为302，表示请求的资源被暂时移动到新的位置，同样的，服务器会在响应中添加一个Location头部，用于暂时指定资源的新位置，浏览器会使用新的URL来重定向指定的地址，但不会缓存这个重定向。
• 总之：无论是 HTTP 301 还是 HTTP 302 重定向， 都需要依赖 Location 选项来指定资源的新位置。 这个 Location 选项是一个标准的 HTTP 响应头部， 用于告诉浏览器应该将请求重定向到哪个新的 URL 地址。

HTTP常见Header

• Content-Type: 数据类型(text/html 等)
• Content-Length: Body 的长度
• Host: 客户端告知服务器, 所请求的资源是在哪个主机的哪个端口上;
• User-Agent: 声明用户的操作系统和浏览器版本信息;
• referer: 当前页面是从哪个页面跳转过来的;
• Location: 搭配 3xx 状态码使用, 告诉客户端接下来要去哪里访问;
• Cookie: 用于在客户端存储少量信息（比如存储账号密码，使得后续再次进入无需登录）. 通常用于实现会话(session)的功能;
• connection: 用于控制和管理客户端与服务器之间的连接状态。
• Connection: keep-alive：表示希望保持连接以复用 TCP 连接（长连接）
• Connection: close：表示请求/响应完成后，应该关闭 TCP 连接（短连接）

HTTP/1.1： 在 HTTP/1.1 协议中， 默认使用持久连接。 当客户端和服务器都不明确指定关闭连接时， 连接将保持打开状态， 以便后续的请求和响应可以复用同一个连接，而HTTP/1.0： 在 HTTP/1.0 协议中， 默认连接是非持久的。 如果希望在 HTTP/1.0上实现持久连接， 需要在请求头中显式设置 Connection: keep-alive。

HTTP版本

• HTTP/0.9：仅支持GET请求，无请求与响应的报头，仅支持纯文本传输。
• HTTP/1.0：引入POST和HEAD方法，请求和响应头信息，支持多种数据格式，支持缓存、状态码、字符集等。
• HTTP/1.1：在1.0基础上增加了长连接、管道化、缓存控制。
• HTTP/2.0：多路复用、二进制帧格式、头部压缩、服务器推送等功能的引入。
• HTTP/3.0：使用 QUIC 协议替代 TCP 协议， 基于 UDP 构建的多路复用传输协议，减少了 TCP 三次握手及 TLS 握手时间， 提高了连接建立速度，解决了 TCP 中的线头阻塞问题， 提高了数据传输效率。

实现一个简单的HTTP服务器

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