应用层协议——http

文章目录

• [1. HTTP协议](#1. HTTP协议)
• • [1.1 认识URL](#1.1 认识URL)
  • [1.2 urlencode和urldecode](#1.2 urlencode和urldecode)
  • [1.3 HTTP协议格式](#1.3 HTTP协议格式)
  • • [1.3.1 HTTP请求](#1.3.1 HTTP请求)
    • [1.3.2 HTTP响应](#1.3.2 HTTP响应)
    • [1.3.3 外网测试](#1.3.3 外网测试)
    • [1.3.4 添加html文件](#1.3.4 添加html文件)
    • [1.3.5 HTTP常见Header](#1.3.5 HTTP常见Header)
    • [1.3.6 GET和POST](#1.3.6 GET和POST)
  • [1.4 HTTP的状态码](#1.4 HTTP的状态码)
  • • [1.4.1 301和302](#1.4.1 301和302)
    • [1.4.2 代码实现](#1.4.2 代码实现)
  • [1.5 Cookie](#1.5 Cookie)
  • • [1.5.1 代码验证](#1.5.1 代码验证)
    • [1.5.2 Cookie+session](#1.5.2 Cookie+session)
  • [1.6 Connection](#1.6 Connection)

1. HTTP协议

虽然我们说，应用层协议是我们自己定的，但实际上，已经有一些现成的，又非常好用的应用层协议，供我们直接参考使用。HTTP(超文本传输协议)就是其中之一。

1.1 认识URL

平时我们俗称的 "网址" 其实就是说的 URL：

这里的登录信息现在已经隐藏起来，改成例如手机登录、微信登录等方式。

这里服务器地址也叫做域名会被转换成IP，并且访问网络服务，服务端必须具有端口号。因为网络通信的本质：IP+prot。但是使用确定协议的时候，一般会缺省端口号。所以，浏览器访问指定的URL的时候，浏览器必须给我们自动添加prot。

那么浏览器是如何得知，URL匹配的prot是哪个呢？

特定的众所周知服务，端口号是确定的。http对应的是80，https对应的是443，sshd对应的是22。

那么http是做什么的呢？

像我们查看图片，观看视频，其实都是以网页的形式呈现的，也就是.html文件，既然是文件，那么客户端想要观看视频时就是发送请求到服务器，然后服务器就会打开文件再给客户端发送过来。

那么http就是向特定的服务器申请特定的"资源"，获取到本地，进行展示或使用。

那么资源文件在LInux服务器上，我们要打开，读取，发送给客户端，前提是要找到这个文件，找一个文件靠的就是路径，所以在URL中包含了路径。/就是Linux下的路径分隔符。

1.2 urlencode和urldecode

像 / ? : 等这样的字符，已经被url当做特殊意义理解了，因此这些字符不能随意出现。比如：某个参数中需要带有这些特殊字符，就必须先对特殊字符进行转义。

转义的规则如下：将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY格式。

比如：

这里"+" 被转义成了 "%2B"。

1.3 HTTP协议格式

1.3.1 HTTP请求

请求行里对应的是：请求方法 资源路径 http的版本

请求报头对应的是：key:空格value

读到空行就代表前面的请求行和请求报头都读取完了。

1.3.2 HTTP响应

响应和请求一样是4个结构。

1.3.3 外网测试

如果我们想让浏览器去访问我们的云服务器，我们要先开放我们的端口，这里每个服务器开放我们的端口不一样，大家需要自己去上网搜索一下。

首先，这里只有服务器的编译，没有客户端。

这里服务器也是简单的多进程版本，我们让孙子进程去执行这个服务。

执行的服务是先把对方的请求信息打印出来，然后再做出响应。

当我们在浏览器链接这个IP时，可以看到浏览器上打印出我们的有效载荷。然后服务器也收到了对应的请求信息。

下面我们继续测试：

先让服务器起来。

这里我们安装了telnet命令，它是远程按照某种协议去登录。只要显示'^]'就代表我们登录成功了，然后Ctrl+]：

然后再回车一下，就可以发送我们的请求。

1.3.4 添加html文件

我们创建一个wwwroot文件夹来保存我们网页的信息。

这里就保存我们网页的首页信息。那么我们如何把这个文件读取出来，并添加相应的报头信息呢？

那么第一个问题就是：文件在哪里？
在前面的演示中，我们知道在请求的请求行中，第二个字段就是你要访问的文件路径。

但是这里的第一个/不是根目录，它是web根目录，但是可以设置成根目录。

那么如果我们不想把/a设置成根目录，我们可以在前面加上前缀：

    path = "/a/b/index.html";
    recource = "./wwwroot"; // 我们的web根目录
    recource += path; // ./wwwroot/a/b/index.html

下面我们就写一个获取请求行文件路径的方法：

如果请求的只有一个/，说明访问的就是web根目录，难道需要把web根目录下的所有文件都返回，这是不可能的，所以我们把首页信息返回。

获取到文件路径后，我们需要把web根目录添加上：

添加完成之后，我们就可以打开文件并去读取。

读取之后，返回。

顺便，我们记录一下文件的类型。

在这里我们可以添加报头：内容的类型和内容的长度。

Content-Type（内容类型），一般是指网页中存在的 Content-Type，用于定义网络文件的类型和网页的编码，决定浏览器将以什么形式、什么编码读取这个文件。

如果文件里的后缀不是.jpg类型，我们就把Content-Type设置成text/html ： HTML格式(HTML是一种纯文本格式的文件，内部只能书写文字内容，不能添加图片、音频、视频)。

如果文件里的后缀是.jpg类型，我们就把Content-Type设置成image/jpeg ：jpg图片格式("JPG是JPEG格式文件，JPEG格式是最常用的图像文件格式，后缀名为".jpg"或".jpeg")。

测试结果：

1.3.5 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. 通常用于实现会话(session)的功能。

1.3.6 GET和POST

网络行为无非两种：
1.把远端的资源拿到本地，采用的是GET方法。
2.把我们的属性字段提交到远端，采用的是GET方法或者POST方法。

下面我们就试着把我们的属性字段提交到远端：

我们在这里创建了一个表单，action属性规定当提交表单时，向何处发送表单数据。 method属性是规定如何发送表单数据(表单数据发送到action属性所规定的页面)。

然后我们点击按钮，就会出现404，因为我们找不到/a/b/c.html，所以就报错404：

下面我们看一下它的抓包情况：

从上图可以看出：在HTTP中，GET方法会以明文方式将我们对应的参数信息拼接到URL中。

下面我们再看一下POST方法：

测试输入：

可以看到URL中，没有我们的参数信息。

看一下它的抓包情况：

从上图可以看出：POST方法提交参数，会将参数以明文的方式拼接到HTTP正文中来进行提交。

所以，两者方法的比较，GET方法传参不私密，POST方法传参通过正文传参，相对来说私密点。并且如果我们传的资源比如视频，音乐这些比较大的不采用GET方法，否则URL会非常长。

1.4 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)。

1.4.1 301和302

301叫做永久重定向，302叫做临时重定向。
这里的重定向是什么意思呢？

我们客户端向服务器进行请求，它给客户端响应，响应中的状态码如果为301或者302，那么它的响应报头里有location：一个新的网站(new url)。

那么我们的浏览器就会自动的跳转到new url这个服务端。这个过程就是重定向。

1.4.2 代码实现

我们这里读取到请求之后，服务器不做响应，让它重定向。

大家可以这样去测试一下，你会发现它会跳转到qq的网页。这里我们写Location时需要加上域名，不然只能站内跳转。

1.5 Cookie

http协议的特点之一：无状态，意思是：http不会记录你上一秒的请求。

那么肯定会有许多人有疑问？假如我们是某个网站的VIP，我们想看一部电影，我们肯定要先登录我们的VIP，如果我们不记录，那么每访问一部电影，我们就登录一次VIP吗？

答案肯定不是的，虽然http没有记录，但是我们却有保持记录的手段，所以就需要用到Cookie(会话保持)。

比如：我们登录时需要输入我们的用户名和密码，给服务端请求响应后，服务器会把我们输入的内容写到客户端的Cookie中。等下次再次请求时，会自动携带浏览器访问该网站对应的Cookie文件中的内容。

1.5.1 代码验证

我们要设置Cookie，需要使用一个响应报头：Set-Cookie。

测试如下：

我们可以看到在浏览器中就会把内容保存到Cookie中。

那么Cookie是什么呢？
是浏览器维护的文件，存在磁盘上或者内存中。

但是单单一个Cookie是不安全的，所以我们采用了Cookie+session。

1.5.2 Cookie+session

当我们输入用户名和密码后，服务器会先认证，但是不着急先返回，它先会自动创建一个session文件。然后把用户的临时私密信息，保存在这个文件中。最后，会把session_id(具有唯一性)写入到本地的Cookie中。下次再请求的时候，就会通过session_id来获取信息。

1.6 Connection

用户看到的完整的网页内容，背后可能是无数次的http请求。1.0的HTTP版本，是一种无状态，无连接的应用层协议。 HTTP1.0规定浏览器和服务器保持短暂的链接。并且http底层主流采用的是tcp协议，所以浏览器每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接，服务器处理完成以后立即断开TCP连接（无连接），服务器不跟踪也每个客户单，也不记录过去的请求（无状态）。

所以，造成的问题：每次发送请求，都需要进行一次TCP连接，而TCP的连接释放过程又是比较费事的。这种特性会使得网络的利用率变低。

所以在http1.1版本增加Connection字段，通过设置Keep-Alive保持HTTP连接不断卡。避免每次客户端与服务器请求都要重复建立释放建立TCP连接。提高了网络的利用率。

那么我们使用http1.1版本时，在客户端和服务端之间需要进行版本协商工作。如果客户端和服务端的Connection都是Keep-Alive，说明双方同意采用长链接的方案。如果某个当中的Connection是closed，说明只能采用短链接。