图解HTTP(2)

1、客户端和服务器之间的通信

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。
下面是一个具体示例:
1> 客户端发送请求(请求报文):

GET /index.htm HTTP/1.1
Host: harkr.jp

2> 服务器发送响应(响应报文):

HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10 Jul 2012 06:50:15 GMT
Content-Length 362
Content-Type: text/html
<html>
...
  • 请求报文包括请求方法(如GET/POST等等)、请求URI(如/index.htm)、协议版本(如HTTP/1.1)、可选的请求首部字段内容实体。一个更具体的请求报文的构成如下:
POST /form/entry HTTP/1.1
Host: hackr.jp
Connection: keep-alive
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 16

name=ueno&age=37

其中,POST是方法,/form/entry是请求URI,HTTP/1.1是协议版本号,Host:.......Content-Length:16包含的内容是各种请求首部字段,接着以空行分隔,之后的内容name=....是内容实体。

  • 响应报文基本由协议版本状态码、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。下面是一个具体的响应报文构成示例:
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10,Jul 2012 06:50:15 GMT
Content-Length: 362
Content-Type: text/html

<html>
...

其中,HTTP/1.1是协议版本,200是状态码,OK是解释状态码的原因短语,Date:.....Content-Type: text/html是响应首部字段,接着以一空行分隔,之后的内容为资源实体的主体。

2、HTTP是无状态协议

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,协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。

协议本身并不保留之前一切的请求或响应报文的信息,这是为了更快速地处理大量事务,确保协议的可伸缩性。
但是有时期望保持状态功能(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同样希望继续保持其登录状态),于是引入了Cookie技术。

3、HTTP方法

  • GET:获取资源

GET方法用来请求访问已被URI识别的资源。指定的资源经服务器端解析后返回响应内容。若请求的资源是文本,则原样返回;若是像CGI(通用网关接口)那样的程序,则返回执行后的输出结果。

  • POST:传输实体主体
    POST方法用来传输实体的主体。
eg.
请求:
POST /submit.cgi HTTP/1.1
Host: www.hackr.jp
Content-Length: 1560(1560字节的数据)
响应:返回submit.cgi接收数据的处理结果
  • 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。

eg.
请求:
PUT /example.html HTTP/1.1
Host: www.hackr.jp
Content-Type: text/html
Content-Length: 1560(1560字节的数据)
响应:响应返回状态码204 No Content(比如:该html已存在于服务器上。请求执行成功,只是无数据返回)
  • 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的有效性及资源更新的日期时间等。

eg.
请求:
HEAD /index.html HTTP/1.1
Host: www.hackr.jp
响应:
返回index.html有关的响应首部
  • DELETE: 删除文件

DELETE方法按请求URI删除指定的资源。是与PUT相反的方法。
但是,同样不带验证机制,所以一般也不使用该方法。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。

eg.
请求:
DELETE /example.html HTTP/1.1
Host: www.hackr.jp
响应:响应返回状态码204 No Content(比如:该html已经从该服务器上删除)
  • OPTIONS: 询问服务器支持的方法

OPTIONS方法用来查询针对请求URI指定的资源支持的方法

eg.
请求:
OPTIONS * HTTP/1.1        // ->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*来代替请求URI
Host: www.hackr.jp
响应:
HTTP/1.1 200 OK
Allow: 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服务器将之前的请求通信环回给客户端的方法。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将该数字减1,当数值刚好减到0时,就停止继续传输,最后接收到请求的服务器端则返回状态码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服务器中转,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(跨站追踪)攻击,通常就更不会用到了。

  • CONNECT: 要求用隧道协议连接代理

CONNECT方法要求在与代理服务器通信时建立隧道,实现用隧道协议进行TCP通信。主要使用SSL(安全套接层)和TLS(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:
CONNECT 代理服务器名:端口号 HTTP版本

eg.
请求:
CONNECT proxy.hackr.jp:8080 HTTP/1.1
Host; proxy.hackr.jp
响应:HTTP/1.1 200 OK(之后进入网络隧道)

4、持久连接

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。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。
所以,为了解决该问题,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。
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。旨在建立一次TCP连接后进行多次请求和响应的交互。
好处在于:减少了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HTTP请求和响应能够更早地结束,这样Web页面的显示速度就相应提高了。
在HTTP/1.1中,所有的连接都是默认持久连接。

  • 管线化:持久连接是的多数请求以管线化方式发送。即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。

5、Cookie技术

Cookie技术通过在请求和响应报文中写入Cookie信息来控制客户端的状态。

Cookie会根据从服务器端发送的响应报文内的一个叫做Set-Cookie的首部字段信息,通知客户端保存Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时,客户端会自动在请求报文中加入Cookie值后发送出去。服务器端发现客户端发送过来的Cookie后,会检查是从哪一个客户端发来是连接请求,然后对比服务器上的记录,最后得到之前的状态信息。

Cookie交互示例:
1> 请求报文(没有Cookie信息的状态)
GET /reader/ HTTP/1.1
Host: hackr.jp        //首部字段内没有Cookie的相关信息
2> 响应报文(服务器端生成Cookie信息)
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10,Jul 2012 06:50:15 GMT
Server: Apache
<Set-Cookie: sid=1342077140226724; path=/; expires=Wed,=>10-Oct-12 06:50:15 GMT>
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8;
3> 请求报文(自动发送保存着的Cookie信息)
GET /image/ HTTP/1.1
Host: hackr.jp
Cookie: sid=1342077140226724

##6、多部分对象集合及范围请求
- 多部分对象集合
发送的一份报文主体内可能含有多种类型实体,比如:文本、图片、视频等。
多部分对象集合包含的对象有:`multipart/form-data`(在Web表单文件上传时使用)和`multipart/byterangees`(状态码206(Partial Content,部分内容)响应报文包含了多个范围的内容时使用)
- 范围请求
从之前下载中断处恢复下载需要指定下载的实体范围,像这样指定范围发送请求叫做范围请求。例如,对一份10000字节大小的资源,如果使用范围请求,可以只请求5001-10000字节内的资源。只想范围请求时,会用到首部字段Range来指定资源的byte范围。指定形式如下:

Range: bytes=5001-10000 //5001-10000字节
Range: bytes=5001- //从5001字节之后全部的
Range: bytes=-3000, 5000-7000 //从一开始到3000字节和5000-7000字节的多重范围


##7、内容协商
内容协商机制是指客户端和服务器就响应的资源内容进行交涉,然后提供给客户端最为适合的资源。内容协商会以响应资源的语言、字符集、编码方式等作为判断的基准。
有3中类型:
- 服务器驱动协商
- 客户端驱动协商
- 透明协商

##8、HTTP状态码

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经常使用的状态码有14种:
- 200 OK
表示从客户端发来的请求在服务器端被正常处理了。
- 204 No Content
代表服务器接收的请求已经处理成功,但在返回的响应报文中不含实体的主体部分。另外,也不允许返回任何实体的主体。
- 206 Partial Content
表示客户端进行了范围请求,而服务器成功执行了这部分的GET请求。响应报文中包含由Content-Range指定范围的实体内容。
- 301 Moved Permanently
永久性重定向。表示请求的资源已被分配了新的URI,以后使用资源现在所指的URI。
- 302 Found
临时性重定向。表示请求的资源已被分配了新的URI(临时性质的),希望用户(本次)使用新的URI访问。
- 303 See Other
表示请求对应的资源存在着另一个URI,(明确表示)应使用GET方法定向获取请求的资源。 
- 304 Not Modified
表示客户端发送*附带条件的请求*(附带条件的请求是指GET方法的请求报文中包含If-Match, If-Modified-Since, If-None-Match, If-Range, If-Unmodified-Since中任一首部)时,服务器端允许请求访问资源,但因发生请求未满足条件的情况后,直接返回304 Not Modified(服务器资源未改变,可直接使用客户端未过期的缓存)。304状态码返回时,不包含任何响应的主体部分。304和重定向没有关系。
- 307 Temporary Redirect
临时重定向。与302 Found有着相同的含义。
- 400 Bad Request
该状态码表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时,需修改请求的内容后再次发送请求。另外,浏览器会像200 OK一样对待该状态码。
- 401 Unauthorized
表示发送的请求需要有通过HTTP认证(BASIC 认证、DIGEST 认证)的认证信息。另外若之前已进行过1次请求,则表示用户认证失败。
当浏览器初次接收到401响应,会弹出认证用的对话窗口。
- 403 Forbidden
表明对请求资源的访问被服务器拒绝了。比如未获得文件系统的访问授权,访问权限出现某些问题(从未授权的发送源IP地址试图访问)等情况都可能发生403。
- 404 Not Found
表明服务器上无法找到请求的资源。除此之外,也可以在服务器端拒绝请求且不想说明理由时使用。
- 500 Internal Server Error
表明服务器端在执行请求时发生了错误。也有可能是Web应用存在的BUG或某些临时的故障。
- 503 Service Unavailable
表明服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护,现在无法处理请求。

**状态码和状况的不一致**:不少返回的状态码响应是错误的。但是用户可能察觉不到。比如Web应用程序内部发生错误,状态码依然返回200 OK,这种情况也经常遇到。
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