应用层协议HTTP

一、HTTP

虽然我们说，应用层协议是我们程序猿自己定的；但实际上，已经有大佬们定义了⼀些现成的，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

在互联网世界中，HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是⼀个至关重要的协议；它定义了客户端（如浏览器）与服务器之间如何通信，以交换或传输超文本（如HTML文档）

HTTP协议是客户端与服务器之间通信的基础；客户端通过 HTTP 协议向服务器发送请求，服务器收到请求后处理并返回响应；HTTP协议是⼀个无连接、无状态的协议，即每次请求都需要建立新的连接，且服务器不会保存客户端的状态信息

二、认识URL

平时我们俗称的 "网址" 其实就是说的URL

🔺urlencode 和 urldecode(了解)

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，例如：

"+" 被转义成了 "%2B" urldecode就是urlencode的逆过程；

三、HTTP协议请求与响应格式

(1) HTTP请求

首行：[方法] + [url] + [版本]

Header：请求的属性，冒号分割的键值对；每组属性之间使用 \r\n 分隔；遇到空行表示 Header 部分结束

Body：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

(2) HTTP响应

首行：[版本号] + [状态码] + [状态码解释]

Header：请求的属性，冒号分割的键值对；每组属性之间使用 \r\n 分隔；遇到空行表示Header部分结束

Body：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

HTTPS的正文都是加密的

(3) HTTP的方法

其中最常用的就是GET方法和POST方法

(4) HTTP常用的方法

GET方法（重点）

用途：用于请求URL指定的资源

示例：GET /index.html HTTP/1.1

特性：指定资源经服务器端解析后返回响应内容
cpp 复制代码
std::string GetFileContentHelper(const std::string& path)
{
    // ⼀份简单的读取⼆进制⽂件的代码
    std::ifstream in(path, std::ios::binary);
    if (!in.is_open())
        return "";
    in.seekg(0, in.end);
    int filesize = in.tellg();
    in.seekg(0, in.beg);
    std::string content;
    content.resize(filesize);
    in.read((char*)content.c_str(), filesize);
    // std::vector<char> content(filesize);
    // in.read(content.data(), filesize);
    in.close();
    return content;
}
POST方法（重点）

用途：用于传输实体的主体，通常用于提交表单数据

示例： POST /submit.cgi HTTP/1.1

特性：可以发送大量的数据给服务器，并且数据包含在请求体中

PUT方法（不常用）

用途：用于传输文件，将请求报文主体中的文件保存到请求URL指定的位置

示例：PUT /example.html HTTP/1.1

特性：不太常用，但在某些情况下，如RESTful API中，用于更新资源

HEAD方法

用途：与GET方法类似，但不返回报文主体部分，仅返回响应头

示例：HEAD /index.html HTTP/1.1

示例：HEAD /index.html HTTP/1.1
cpp 复制代码
// curl -i 显⽰ 
$ curl -i www.baidu.com
HTTP/1.1 200 OK
Accept-Ranges: bytes
Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform
Connection: keep-alive
Content-Length: 2381
Content-Type: text/html
Date: Sun, 16 Jun 2024 08:38:04 GMT
Etag: "588604dc-94d"
Last-Modified: Mon, 23 Jan 2017 13:27:56 GMT
Pragma: no-cache
Server: bfe/1.0.8.18
Set-Cookie: BDORZ=27315; max-age=86400; domain=.baidu.com; path=/
<!DOCTYPE html>
...
// 使⽤head⽅法，只会返回响应头 
$ curl --head www.baidu.com
HTTP/1.1 200 OK
Accept-Ranges: bytes
Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform
Connection: keep-alive
Content-Length: 277
Content-Type: text/html
Date: Sun, 16 Jun 2024 08:43:38 GMT
Etag: "575e1f71-115"
Last-Modified: Mon, 13 Jun 2016 02:50:25 GMT
Pragma: no-cache
Server: bfe/1.0.8.18
DELETE方法（不常用）

用途：用于删除文件，是PUT的相反方法

示例： DELETE /example.html HTTP/1.1

特性：按请求URL删除指定的资源

OPTIONS方法

用途：用于查询针对请求URL指定的资源支持的方法

示例：OPTIONS * HTTP/1.1

特性：返回允许的方法，如GET、POST等

(5) 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)

以下是仅包含重定向相关状态码的表格：

关于重定向的验证，以301为代表

HTTP状态码301（永久重定向）和302（临时重定向）都依赖Location选项；以下是关于两者依赖 Location 选项的详细说明：

🔺 HTTP状态码301（永久重定向）

当服务器返回HTTP 301状态码时，表⽰请求的资源已经被永久移动到新的位置

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 头部包含了新的URL地址，浏览器会⾃动重定向到该地址

例如，在HTTP响应中，可能会看到类似于以下的头部信息：
cpp 复制代码
HTTP/1.1 301 Moved Permanently\r\n
Location: https://www.new-url.com\r\n
🔺 HTTP状态码302（临时重定向）

当服务器返回HTTP 302状态码时，表⽰请求的资源临时被移动到新的位置

同样地，服务器也会在响应中添加⼀个Location头部来指定资源的新位置；浏览器会暂时使⽤新的 URL进⾏后续的请求，但不会缓存这个重定向

例如，在HTTP响应中，可能会看到类似于以下的头部信息：
cpp 复制代码
HTTP/1.1 302 Found\r\n
Location: https://www.new-url.com\r\n
📍 总结：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

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

关于connection报头

HTTP中的 Connection 字段是HTTP报文头的⼀部分，它主要用于控制和管理客户端与服务器之间的连接状态

📍 核心作用

管理持久连接： Connection 字段还用于管理持久连接（也称为长连接）；持久连接允许客户端和服务器在请求 / 响应完成后不立即关闭TCP连接，以便在同⼀个连接上发送多个请求和接收多个响应

持久连接 （长连接）

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

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

语法格式

Connection: keep-alive ：表示希望保持连接以复用TCP连接

Connection: close ：表示请求/响应完成后，应该关闭TCP连接

五、补充

Cookie

网站存在你浏览器里的文本数据，一般4KB；

作用：记住你的登录状态；保存个性化设置；用户追踪 + 推荐；

Cookie本质可以是一个文件，也可以存在内存中；如若存在内存中，关闭浏览器后，Cookie就不存在了（不常用）

现在，常使用Cookie与Session配合使用来维持长会话功能；当我们向服务器发起请求，提交我们的个人信息；那么服务器应答时，会返回一个session id（唯一的数字），并且把我们的信息以文件形式保存，作为key与sid进行映射，session+cookie=会话管理

如果服务器发现客户端登陆状态异常，就会把sid失效掉；所以主动权在于服务端，就是看server对异常情况的处理能力

服务器怎么保证自己的网页文件被你找到？（域名=IP）

答：首先通过 IP+Port 找到全网内唯一的进程，然后通过文件路径找到我们需要的资源（我们平常使用的连接会经过加密，不容易直接找出文件路径）

URI：统一资源标识符，标识某一资源唯一性

URL：是一种特殊的URI，是属于URI的

HTTP底层与浏览器，用的都是TCP socket，用的都是 IP+Port 的进程间通信机制

和TCP一样，需要将报头与数据序列化与反序列化

HTTP答复

状态码：返回服务器处理的结果

状态码描述：数字对人类不友好，所以会返回一些字符串，例如"Not Found"

无论是成功还是失败，如果网络没有问题，服务器没有挂掉，都得应答

一个网页，不一定只是一个文件！可能会有一个网页+多种资源构成；首页中一张网页，可能会和很多资源联系，需要把首页资源全都通过HTTP获取（这个过程需要非常多次请求）

图片，视频，音频，css，js------都叫做静态资源（只需要获取，无需跳转服务）

资源不一定全都存在于服务器，为减轻服务器启动压力，有的资源会保存到外部图床，这样服务器只用去请求外部资源即可

动态站点------>站点支持和用户进行交互------>登录，注册，支付查找

如何理解浏览器给HTTPserver提交参数的过程？

答：前端网页中有表单，用户填写表单，浏览器自动提取表单里的内容构建带参的HTTP request

GET方法可以常用来进行获取静态资源，同时也可以用来向目标服务器传递参数（通过URI方式进行传递参数）

POST可以用来向目标服务器传参，传参的方式是通过正文部分传参

相同点：都不安全

不同点：只是POST会更加私密一点，GET会在连接中回显

如何理解一个HTTP request中的URI的？

Linux web根目录下存在的一个文件路径（静态资源访问）

我们可以把他当作一个字符串，用来请求http server中所对应的服务，字符串也往往以路径形式体现，只不过，这个路径不能在web根目录下存在

📍 这个路径不能在web根目录下存在（分两种情况）

返回静态资源时，需要对应的物理文件

调用后端接口时，不能对应物理文件，而是跟后端程序的暗号，把请求传给后端程序来处理

应用层协议HTTP

一、HTTP

二、认识URL

三、HTTP协议请求与响应格式

(1) HTTP请求

(2) HTTP响应

(3) HTTP的方法

(4) HTTP常用的方法

(5) HTTP的状态码

四、HTTP常见Header

五、补充