Linux软件编程学习笔记（十一）——HTTP协议

一、HTTP协议简介

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一种用于客户端和服务器之间进行数据传输的应用层协议。

我们平时使用浏览器访问网页，本质上就是浏览器作为客户端，通过HTTP协议向Web服务器发送请求，服务器处理请求后，再把结果返回给浏览器。

基本通信过程：

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客户端                         服务器
  │                              │
  │────── HTTP请求 ─────────────→│
  │                              │
  │←────── HTTP响应 ─────────────│
  │                              │

二、HTTP的特点

HTTP建立在TCP协议之上。

可以理解为：

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应用层      HTTP
             ↓
传输层      TCP
             ↓
网络层      IP
             ↓
数据链路层

所以HTTP通信通常需要先建立TCP连接。

例如访问：

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http://192.168.0.125:8080

大致过程：

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socket()
    ↓
connect()
    ↓
建立TCP连接
    ↓
发送HTTP请求
    ↓
接收HTTP响应
    ↓
close()

三、HTTP请求

客户端发送给服务器的数据叫做HTTP请求（Request）。

一个基本的HTTP请求格式：

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请求行
请求头
空行
请求正文

例如：

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GET /index.html HTTP/1.1
Host: 192.168.0.125
Connection: close

四、请求行

请求行主要包含三个部分：

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请求方法    URL    HTTP版本

例如：

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GET /index.html HTTP/1.1

其中：

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GET

表示请求方法。

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/index.html

表示请求的资源。

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HTTP/1.1

表示使用HTTP/1.1协议。

五、HTTP常见请求方法

1. GET

用于获取服务器资源。

例如：

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GET /index.html HTTP/1.1

表示向服务器请求：

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/index.html

2. POST

用于向服务器提交数据。

例如登录、注册、上传数据等。

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POST /login HTTP/1.1

3. PUT

用于更新服务器上的资源。

4. DELETE

用于删除服务器上的资源。

在初学阶段，重点掌握：

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GET
POST

即可。

六、HTTP请求头

请求头用于向服务器提供一些额外信息。

例如：

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Host: 192.168.0.125
Connection: close
User-Agent: Mozilla/5.0

常见请求头：

请求头	作用
`Host`	指定服务器主机
`User-Agent`	客户端信息
`Connection`	是否保持连接
`Content-Type`	请求数据类型
`Content-Length`	请求正文长度

七、空行

HTTP请求中非常重要的一部分就是：

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请求头
请求头
请求头

请求正文

请求头和请求正文之间必须有一个空行。

例如：

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POST /login HTTP/1.1
Host: 192.168.0.125
Content-Length: 10

username=aa

服务器通过这个空行可以知道：

HTTP请求头结束，后面开始进入请求正文。

八、HTTP响应

服务器收到HTTP请求后，会向客户端返回HTTP响应（Response）。

基本格式：

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状态行
响应头
空行
响应正文

例如：

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HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 13

Hello World!

九、HTTP状态码

HTTP响应中的状态码非常重要。

常见状态码：

状态码	含义
`200`	请求成功
`201`	创建成功
`301`	永久重定向
`302`	临时重定向
`400`	请求错误
`401`	未授权
`403`	禁止访问
`404`	资源不存在
`500`	服务器内部错误

其中最常见的是：

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200 OK

表示请求成功。

以及：

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404 Not Found

表示请求的资源不存在。

十、HTTP响应头

例如：

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HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 13
Connection: close

常见响应头：

响应头	作用
`Content-Type`	指定返回数据类型
`Content-Length`	指定响应正文长度
`Connection`	TCP连接方式
`Server`	服务器信息
`Location`	重定向地址

十一、Content-Type

Content-Type 用来表示数据的类型。

例如：

网页：

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Content-Type: text/html

普通文本：

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Content-Type: text/plain

JPEG图片：

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Content-Type: image/jpeg

PNG图片：

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Content-Type: image/png

因此服务器发送不同类型的文件时，需要设置相应的 Content-Type。

十二、使用C语言实现简单HTTP服务器

HTTP本身建立在TCP之上，所以我们之前学习的TCP服务器代码仍然可以使用。

基本流程：

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socket()
   ↓
bind()
   ↓
listen()
   ↓
accept()
   ↓
recv()       ← 接收HTTP请求
   ↓
解析请求
   ↓
open()       ← 打开网页文件
   ↓
send()       ← 返回HTTP响应
   ↓
close()

例如客户端请求：

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GET /index.html HTTP/1.1
Host: 192.168.0.125

服务器首先：

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recv(confd, buf, sizeof(buf), 0);

接收请求。

然后从请求中找到：

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/index.html

再打开：

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fd = open("index.html", O_RDONLY);

最后将文件内容通过：

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send(confd, buf, nret, 0);

发送给浏览器。

十三、最简单的HTTP响应

服务器可以直接发送：

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char response[] =
    "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
    "Content-Type: text/html\r\n"
    "Content-Length: 12\r\n"
    "\r\n"
    "Hello World!";

然后：

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send(confd, response, strlen(response), 0);

浏览器收到后就可以按照HTTP协议解析。

这里的：

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\r\n

非常重要。

HTTP协议中的请求行、请求头等通常使用：

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\r\n

作为换行。

而：

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\r\n\r\n

表示：

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HTTP头部结束

十四、HTTP与TCP的关系

可以简单理解成：

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TCP负责：

可靠地传输数据。

HTTP负责：

规定这些数据应该按照什么格式进行通信。

例如：

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HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html

Hello

这是HTTP定义的内容。

而这些数据最终通过TCP连接发送。