Python爬虫请求与响应过程系列之二

1,DNS概述

DNS 是计算机域名系统 (Domain Name System 或Domain Name Service) 的缩写,由解析器和域名服务器组成的。

域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址,并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。

一般一个域名的 DNS解析时间 在10~60毫秒之间。

注意:一个域名必须对应一个IP地址,而一个IP地址不一定会有域名。

2,网络通信简单过程如下:

  • 1,浏览器通过 DNS服务器 查找域名对应的 IP地址;

  • 2,向 IP地址 对应的 Web服务器 发送请求;

  • 3,Web服务器 响应请求,发回 HTML页面;

  • 4,浏览器解析 HTML内容,并显示出来。

看如下图详解:

这里写图片描述

3,HTTP和HTTPS区别

HTTP协议(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议):是一种发布和接收 HTML页面的方法。

HTTPS(Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer)简单讲是HTTP的安全版,在HTTP下加入SSL层。

SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层)主要用于Web的安全传输协议,在传输层对网络连接进行加密,保障在Internet上数据传输的安全。

HTTP的端口号为80,
HTTPS的端口号为443

网络爬虫抓取过程可以理解为模拟浏览器操作的过程。

浏览器的主要功能是向服务器发出请求,在浏览器窗口中展示您选择的网络资源,HTTP是一套计算机通过网络进行通信的规则

4,浏览器发送HTTP请求过程

  • 1,当用户在浏览器的地址栏中输入一个URL地址并按回车键之后,浏览器会向HTTP服务器发送HTTP请求。当我们在浏览器输入URL http://www.baidu.com 的时候,浏览器发送一个Request请求去获取 http://www.baidu.com 的html文件,服务器把Response文件对象发送回给浏览器。

  • 2,浏览器分析Response中的 HTML,发现其中引用了很多其他文件,比如Images文件,CSS文件,JS文件。 浏览器会自动再次发送Request去获取图片,CSS文件,或者JS文件等。

  • 3,当所有的文件都下载成功后,网页会根据HTML语法结构,完整的显示出来了。

URL(Uniform / Universal Resource Locator的缩写):统一资源定位符,是用于完整地描述Internet上网页和其他资源的地址的一种标识方法。如下图:

这里写图片描述

基本格式:scheme://host[:port]/path/…/[?query-string][#anchor]

scheme:协议(例如:http, https, ftp)
host:服务器的IP地址或者域名
port:服务器的端口(如果是走协议默认端口,缺省端口80)
path:访问资源的路径
query-string:参数,发送给http服务器的数据
anchor:锚(跳转到网页的指定锚点位置)

5,客户端HTTP请求

1,请求消息格式

URL只是标识资源的位置,而HTTP是用来提交和获取资源。客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息,包括以下格式:

请求行、请求头部、空行、请求数据

四个部分组成,下图给出了请求报文的一般格式。

这里写图片描述

2,一个典型的HTTP请求示例

这里写图片描述

3,请求方法

HTTP 1.0:完善的请求/响应模型,并将协议补充完整,定义了三种请求方法: GET, POST 和 HEAD方法。

HTTP 1.1:在 1.0 基础上进行更新,新增了五种请求方法:OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

HTTP 2.0(未普及):请求/响应首部的定义基本没有改变,只是所有首部键必须全部小写,而且请求行要独立为 :method、:scheme、:host、:path这些键值对。

这里写图片描述
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4,HTTP请求主要分为Get和Post两类:

GET是从服务器上获取指定页面信息,POST是向服务器提交数据并获取页面信息。

GET请求参数都显示在URL上,服务器根据该请求所包含URL中的参数来产生响应内容。 "Get" 请求的参数 是URL的一部分。

POST请求参数在请求体当中,消息长度没有限制而且以隐式的方式进行发送,通常用来向HTTP服务器提交量比较大的数据(比如请求中包含许多参数或者文件上传操作等)。 "POST"请求的参数 不在URL中,而在请求体中。

页面的form表单一般都有method属性,默认值是"get"。

举个栗子,登录时提交用户名和密码:

  • 如果用"get"方式,提交表单后,则用户输入的用户名和密码将在地址栏中暴露无遗;
  • 如果设置为"post,则提交表单后,地址栏不会有用户名和密码的显示。

所以处理登录页面的form表单时,发送的请求都是"POST"方式。

5,常用的请求报头

1. Host (主机和端口号)

Host:对应网址URL中的Web名称和端口号,用于指定被请求资源的Internet主机和端口号,通常属于URL的Host部分。

2. Connection (连接类型)

Connection:表示客户端与服务连接类型,通常情况下:

Client 发起一个包含 Connection:keep-alive 的请求(HTTP/1.1使用 keep-alive 为默认值,是长连接的类型)

Server收到请求后:

如果 Server 支持 keep-alive,回复一个包含 Connection:keep-alive 的响应,不关闭连接;
如果 Server 不支持 keep-alive,回复一个包含 Connection:close 的响应,关闭连接。
如果client收到包含 Connection:keep-alive 的响应,向同一个连接发送下一个请求,直到一方主动关闭连接。

Connection : keep-alive 在很多情况下能够重用连接,减少资源消耗,缩短响应时间。比如当浏览器需要多个文件时(比如一个HTML文件和多个Image文件),不需要每次都去请求建立连接。

3. Upgrade-Insecure-Requests (升级为HTTPS请求)

Upgrade-Insecure-Requests:升级不安全的请求,意思是会在加载 http 资源时自动替换成 https 请求,让浏览器不再显示https页面中的http请求警报。

HTTPS 是以安全为目标的 HTTP 通道,所以在 HTTPS 承载的页面上不允许出现 HTTP 请求,一旦出现就是提示或报错。

4. User-Agent (浏览器名称)

User-Agent:标识客户端身份的名称,通常页面会根据不同的User-Agent信息自动做出适配,甚至返回不同的响应内容。

5. Accept (传输文件类型)

Accept:指浏览器或其他客户端可以接受的MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions(多用途互联网邮件扩展))文件类型,服务器可以根据它判断并返回适当的文件格式。

举例:

Accept: */*:表示什么都可以接收。

Accept:image/gif:表明客户端希望接受GIF图像格式的资源;

Accept:text/html:表明客户端希望接受html文本。

Accept: text/html, application/xhtml+xml;q=0.9, image/*;q=0.8:表示浏览器支持的 MIME 类型分别是 html文本、xhtml和xml文档、所有的图像格式资源。

q是权重系数,范围 0 =< q <= 1,q 值越大,请求越倾向于获得其“;”之前的类型表示的内容。若没有指定q值,则默认为1,按从左到右排序顺序;若被赋值为0,则用于表示浏览器不接受此内容类型。

Text:用于标准化地表示的文本信息,文本消息可以是多种字符集和或者多种格式的;Application用于传输应用程序数据或者二进制数据。

6. Referer (页面跳转来源)

Referer:表明产生请求的网页来自于哪个URL,用户是从该 Referer页面访问到当前请求的页面。这个属性可以用来跟踪Web请求来自哪个页面,是从什么网站来的等。

防盗链:有时候遇到下载某网站图片,需要对应的referer,否则无法下载图片,那是因为人家做了防盗链,原理就是根据referer去判断是否是本网站的地址,如果不是,则拒绝,如果是,就可以下载。

7. Accept-Encoding(文件编解码格式)

Accept-Encoding:指出浏览器可以接受的编码方式。编码方式不同于文件格式,它是为了压缩文件并加速文件传递速度。浏览器在接收到Web响应之后先解码,然后再检查文件格式,许多情形下这可以减少大量的下载时间。

举例:Accept-Encoding:gzip;q=1.0, identity; q=0.5, *;q=0

如果有多个Encoding同时匹配, 按照q值顺序排列,本例中按顺序支持 gzip, identity压缩编码,支持gzip的浏览器会返回经过gzip编码的HTML页面。

如果请求消息中没有设置这个报头,通常服务器假定客户端不支持压缩,直接返回文本。

8. Accept-Language(语言种类)

Accept-Langeuage:指出浏览器可以接受的语言种类,如en或en-us指英语,zh或者zh-cn指中文,当服务器能够提供一种以上的语言版本时要用到。

如果目标网站支持多个语种的话,可以使用这个信息来决定返回什么语言的网页。

9. Accept-Charset(字符编码)

Accept-Charset:指出浏览器可以接受的字符编码。

举例:Accept-Charset:iso-8859-1,gb2312,utf-8

ISO8859-1:通常叫做Latin-1。Latin-1包括了书写所有西方欧洲语言不可缺少的附加字符,英文浏览器的默认值是ISO-8859-1.
gb2312:标准简体中文字符集;
utf-8:UNICODE 的一种变长字符编码,可以解决多种语言文本显示问题,从而实现应用国际化和本地化。
如果在请求消息中没有设置这个域,默认客户端是任何字符集都可以接受,则返回网页charset指定的编码。

10. Cookie

Cookie:浏览器用这个属性向服务器发送Cookie。Cookie是在浏览器中寄存的小型数据体,它可以记载和服务器相关的用户信息,也可以用来实现模拟登陆。

11. Content-Type (POST数据类型)

Content-Type:POST请求里用来表示的内容类型。

举例:Content-Type = Text/XML; charset=gb2312:

指明该请求的消息体中包含的是纯文本的XML类型的数据,字符编码采用“gb2312”。

6,服务端HTTP响应

1,服务器响应格式

HTTP响应也由四个部分组成,分别是: 状态行、消息报头、空行、响应正文,如下图所示:

这里写图片描述

2,典型的服务器响应案例

这里写图片描述

3,常用的响应报头

1. Cache-Control:must-revalidate, no-cache, private。

这个值告诉客户端,服务端不希望客户端缓存资源,在下次请求资源时,必须要从新请求服务器,不能从缓存副本中获取资源。

Cache-Control是响应头中很重要的信息,当客户端请求头中包含Cache-Control:max-age=0请求,明确表示不会缓存服务器资源时,Cache-Control作为作为回应信息,通常会返回no-cache,意思就是说,"那就不缓存呗"。

当客户端在请求头中没有包含Cache-Control时,服务端往往会制定针对不同的资源,采用不同的缓存策略。比如说oschina在缓存图片资源的策略就是Cache-Control:max-age=86400,这个意思是,从当前时间开始,在86400秒的时间内,客户端可以直接从缓存副本中读取资源,而不需要向服务器请求。

2. Connection:keep-alive

这个字段作为回应客户端的Connection:keep-alive,告诉客户端服务器的tcp连接也是一个长连接,客户端可以继续使用这个tcp连接发送http请求。

3. Content-Encoding:gzip

告诉客户端,服务端发送的资源是采用gzip编码的,客户端看到这个信息后,应该采用gzip对资源进行解码。

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

告诉客户端,资源文件的类型,还有字符编码,客户端通过utf-8对资源进行解码,然后对资源进行html解析。通常我们会看到有些网站是乱码的,往往就是服务器端没有返回正确的编码。

5. Date:Sun, 2 Sep 2015 05:10:11 GMT

这个是服务端发送资源时的服务器时间,GMT是格林尼治所在地的标准时间。http协议中发送的时间都是GMT的,这主要是解决在互联网上,不同时区在相互请求资源的时候,时间混乱问题。

6. Expires:Sun, 1 Jan 2000 01:00:00 GMT

这个响应头也是跟缓存有关的,告诉客户端在这个时间前,可以直接访问缓存副本,很显然这个值会存在问题,因为客户端和服务器的时间不一定会都是相同的,如果时间不同就会导致问题。所以这个响应头是没有Cache-Control:max-age=*这个响应头准确的,因为max-age=date中的date是个相对时间,不仅更好理解,也更准确。

7. Pragma:no-cache

这个含义与Cache-Control等同。

8.Server:Tengine/1.4.6

这个是服务器和相对应的版本,只是告诉客户端服务器的信息。

9. Transfer-Encoding:chunked

这个响应头告诉客户端,服务器发送的资源的方式是分块发送的。一般分块发送的资源都是服务器动态生成的,在发送时还不知道发送资源的大小,所以采用分块发送,每一块都是独立的,独立的块都能标示自己的长度,最后一块是0长度的,当客户端读到这个0长度的块时,就可以确定资源已经传输完了。

10. Vary: Accept-Encoding

告诉缓存服务器,缓存压缩文件和非压缩文件两个版本,现在这个字段用处并不大,因为现在的浏览器都是支持压缩的。

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