HTTP 网络协议请求的消息结构，具体详解（2024-04-25）

一、简介

HTTP 是基于客户端/服务端（C/S）的架构模型，通过一个可靠的链接来交换信息，是一个无状态的请求/响应协议。

HTTP 消息是客户端和服务器之间通信的基础，它们由一系列的文本行组成，遵循特定的格式和结构。

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二、消息分类

HTTP消息分为两种类型：请求消息和响应消息。

一个 HTTP 客户端是一个应用程序（Web 浏览器或其他任何客户端），通过连接到服务器达到向服务器发送一个或多个 HTTP 的请求的目的。

一个 HTTP 服务器 同样也是一个应用程序（通常是一个 Web 服务，如 Nginx、Apache 服务器或 IIS 服务器等），通过接收客户端的请求并向客户端发送 HTTP 响应数据。

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三、客户端请求消息

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（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。

• 请求行 （Request Line）：（也称请求起始行）由请求方法 字段、URL 字段和HTTP协议版本字段3个字段组成，它们用空格分隔。

  • 方法Method：如 GET、POST、PUT、DELETE等，指定要执行的操作。
  • 请求 Request-URl（统一资源标识符）：请求的资源路径，通常包括主机名、端口号（如果非默认）、路径和查询字符串。
  • HTTP-Version 版本：如 HTTP/1.1 或 HTTP/2。
  • **CRLF：**表示回车和换行

  请求行的格式示例：GET /index.html HTTP/1.1

• 请求头（Request Headers）：

  • 包含了客户端环境信息、请求体的大小（如果有）、客户端支持的压缩类型等。
  • 常见的请求头包括Host、User-Agent、Accept、Accept-Encoding、Content-Length等。

• 空行：

  • 请求头和请求体之间的分隔符，表示请求头的结束。

• 请求体（可选）：

  • 在某些类型的HTTP请求（如 POST 和 PUT）中，请求体包含要发送给服务器的数据。

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四、服务器响应消息

HTTP 响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

• 状态行（Status Line）：

  • HTTP 版本：与请求消息中的版本相匹配。
  • 状态码：三位数，表示请求的处理结果，如 200 表示成功，404 表示未找到资源。
  • 状态信息：状态码的简短描述。

  状态行的格式示例：HTTP/1.1 200 OK

• 响应头（Response Headers）：

  • 包含了服务器环境信息、响应体的大小、服务器支持的压缩类型等。
  • 常见的响应头包括Content-Type、Content-Length、Server、Set-Cookie等。

• 空行：

  • 响应头和响应体之间的分隔符，表示响应头的结束。

• 响应体（可选）：

  • 包含服务器返回的数据，如请求的网页内容、图片、JSON数据等。

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五、HTTP 协议的 8 种请求类型介绍

HTTP 协议中共定义了八种方法或者叫"动作"来表明对 Request-URI 指定的资源的不同操作方式，具体介绍如下：

• OPTIONS：返回服务器针对特定资源所支持的HTTP请求方法。也可以利用向Web服务器发送'*'的请求来测试服务器的功能性。
• HEAD：向服务器索要与GET请求相一致的响应，只不过响应体将不会被返回。这一方法可以在不必传输整个响应内容的情况下，就可以获取包含在响应消息头中的元信息。
• GET：向特定的资源发出请求。
• POST：向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的创建和/或已有资源的修改。
• PUT：向指定资源位置上传其最新内容。
• DELETE：请求服务器删除 Request-URI 所标识的资源。
• TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
• CONNECT：HTTP/1.1 协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。

虽然 HTTP 的请求方式有 8 种，但是我们在实际应用中常用的也就是 get 和 post，其他请求方式也都可以通过这两种方式间接的来实现。

（1）GET

get是最常见的一种请求方式，当客户端要从服务器中读取文档时，当点击网页上的链接或者通过在浏览器的地址栏输入网址来浏览网页的，使用的都是GET方式。

GET方法要求服务器将URL定位的资源放在响应报文的数据部分，回送给客户端。

使用GET方法时，请求参数和对应的值附加在URL后面，利用一个问号（"?"）代表URL的结尾与请求参数的开始，传递参数长度受限制。

例如，/index.jsp?id=100&op=bind，这样通过GET方式传递的数据直接表示在地址中，所以我们可以把请求结果以链接的形式发送给好友。

以用google搜索domety为例，Request格式如下：

GET /search?hl=zh-CN&source=hp&q=domety&aq=f&oq= HTTP/1.1    
Accept:image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint,application/msword,application/x-silverlight,application/x-shockwave-flash, */*    
Referer:<a href="http://www.google.cn/">http://www.google.cn/</a>    
Accept-Language: zh-cn    
Accept-Encoding: gzip, deflate    
User-Agent:Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; TheWorld)    
Host:<a href="http://www.google.cn">www.google.cn</a>    
Connection: Keep-Alive    
Cookie:PREF=ID=80a06da87be9ae3c:U=f7167333e2c3b714:NW=1:TM=1261551909:LM=1261551917:S=ybYcq2wpfefs4V9g;NID=31=ojj8d-IygaEtSxLgaJmqSjVhCspkviJrB6omjamNrSm8lZhKy_yMfO2M4QMRKcH1g0iQv9u-2hfBW7bUFwVh7pGaRUb0RnHcJU37y-FxlRugatx63JLv7CWMD6UB_O_r   

可以看到，GET方式的请求一般不包含"请求内容"部分，请求数据以地址的形式表现在请求行。地址链接如下：

<a href="http://www.google.cn/search?hl=zh-CN&source=hp&q=domety&aq=f&oq=">
  请求地址
</a>  

地址中"?"之后的部分就是通过GET发送的请求数据，我们可以在地址栏中清楚的看到，各个数据之间用"&"符号隔开。显然，这种方式不适合传送私密数据。

另外，由于不同的浏览器对地址的字符限制也有所不同，一般最多只能识别2048个字符，所以如果需要传送大量数据的时候，也不适合使用GET方式，应换为POST请求方式。

URL数据长度

Http协议规范中对于get方法提交的URL数据长度并没有明确的限制

目前说的get提交方式有长度限制，是特定的浏览器及服务器对它的限制。各种浏览器和服务器的最大处理能力如下：

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浏览器：

IE浏览器（Microsoft Internet Explorer）： 对url长度限制是2083（2K+53）个字符，超过这个限制，则自动截断（若是form提交则提交按钮不起作用，没有任何反应）。

Safari：url最大长度限制为80000个字符。

Opera：url最大长度限制为190000个字符。

Chrome：url最大长度限制为8182个字符。超过最大限制服务器会返回414错误。

Firefox：对Firefox浏览器url的长度限制为：65536个字符。

所以，大多数浏览器的限制在2k-8k之间，更老的版本浏览器甚至只支持255 bytes。

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服务器：

Apache：能接受url长度限制为8192字符

Microsoft Internet Information Server(IIS)：n能接受最大url的长度为16384个字符。

tomcat：中通过较多的Connector参数控制url长度限制：

maxParameterCount：GET和POST请求参数个数，默认是10000

maxPostSize：POST请求数据最大值

nginx 可以通过修改配置来改变url请求串的url长度限制：

client_header_buffer_size 默认值：1k

large_client_header_buffers默认值：4k或8k

大多数Web服务器的限制为8192字节(8KB)，通常可以在服务器配置中的某个位置进行配置

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理论上讲：

post：是没有大小限制的。

Http协议规范：也没有进行大小限制，起限制作用的是服务器处理程序的处理能力。

Tomcat：默认post长度为2M，可通过修改conf/server.xml中的"maxPostSize=0"来取消对post大小的限制

（2）POST

对于上面提到的不适合使用GET方式的情况，可以考虑使用POST方式，因为使用POST方法可以允许客户端给服务器提供信息较多。

POST方法将请求参数封装在HTTP请求数据中，以名称/值的形式出现，可以传输大量数据，这样POST方式对传送的数据大小没有限制，而且也不会显示在URL中。

还以上面的搜索domety为例，如果使用POST方式的话，格式如下：

POST /search HTTP/1.1    
Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint,application/msword, application/x-silverlight, application/x-shockwave-flash, */*    
Referer: <a href="http://www.google.cn/">http://www.google.cn/</a>    
Accept-Language: zh-cn    
Accept-Encoding: gzip, deflate    
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; TheWorld)    
Host: <a href="http://www.google.cn">www.google.cn</a>    
Connection: Keep-Alive    
Cookie: PREF=ID=80a06da87be9ae3c:U=f7167333e2c3b714:NW=1:TM=1261551909:LM=1261551917:S=ybYcq2wpfefs4V9g;NID=31=ojj8d-IygaEtSxLgaJmqSjVhCspkviJrB6omjamNrSm8lZhKy_yMfO2M4QMRKcH1g0iQv9u2hfBW7bUFwVh7pGaRUb0RnHcJU37y-FxlRugatx63JLv7CWMD6UB_O_rhl=zh-CN&source=hp&q=domety

可以看到，POST方式请求行中不包含数据字符串，这些数据保存在"请求内容"部分，各数据之间也是使用"&"符号隔开。

POST方式大多用于页面的表单中。因为POST也能完成GET的功能，因此多数人在设计表单的时候一律都使用POST方式，其实这是一个误区。GET方式也有自己的特点和优势，我们应该根据不同的情况来选择是使用GET还是使用POST。

（3）HEAD

HEAD就像GET，只不过服务端接受到HEAD请求后只返回响应头，而不会发送响应内容。当我们只需要查看某个页面的状态的时候，使用HEAD是非常高效的，因为在传输的过程中省去了页面内容。

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六、实例

下面实例是一点典型的使用 GET 来传递数据的实例：

客户端请求：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:91.0) Gecko/20100101 Firefox/91.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive

服务端响应:

HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 18 Apr 2024 12:00:00 GMT
Server: Apache/2.4.1 (Unix)
Last-Modified: Wed, 18 Apr 2024 11:00:00 GMT
Content-Length: 12345
Content-Type: text/html; charset=UTF-8

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Example Page</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello, World!</h1>
    <!-- The rest of the HTML content -->
</body>
</html>

在实际应用中，HTTP 消息可以包含更多的头字段，并且请求体和响应体的大小会根据传输的数据而变化。

GET实例

//请求首行

GET /hello/index.jsp HTTP/1.1  //请求头信息，因为GET请求没有正文
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:5.0) Gecko/20100101 Firefox/5.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Charset: GB2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Connection: keep-alive
Cookie: JSESSIONID=369766FDF6220F7803433C0B2DE36D98

//空行
//因为GET没有正文，所以下面为空

POST实例

// 请求首行

POST /hello/index.jsp HTTP/1.1 //请求头信息
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:5.0) Gecko/20100101 Firefox/5.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Charset: GB2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost/hello/index.jsp
Cookie: JSESSIONID=369766FDF6220F7803433C0B2DE36D98
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded 
Content-Length: 14 

// 这里是空行
//POST有请求正文
username=hello