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：

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：

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：

http://192.168.0.125:8080

大致过程：

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

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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：

请求行
请求头
空行
请求正文

例如：

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：

请求方法    URL    HTTP版本

例如：

GET /index.html HTTP/1.1

其中：

GET

表示请求方法。

/index.html

表示请求的资源。

HTTP/1.1

表示使用HTTP/1.1协议。

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五、HTTP常见请求方法

1. GET

用于获取服务器资源。

例如：

GET /index.html HTTP/1.1

表示向服务器请求：

/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。

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：

GET
POST

即可。

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六、HTTP请求头

请求头用于向服务器提供一些额外信息。

例如：

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：

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：

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。

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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：

状态行
响应头
空行
响应正文

例如：

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

Hello World!

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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：

200 OK

表示请求成功。

以及：

404 Not Found

表示请求的资源不存在。

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十、HTTP响应头

例如：

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：

Content-Type: text/html

普通文本：

Content-Type: text/plain

JPEG图片：

Content-Type: image/jpeg

PNG图片：

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。

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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：

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：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: 192.168.0.125

服务器首先：

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

接收请求。

然后从请求中找到：

/index.html

再打开：

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

最后将文件内容通过：

send(confd, buf, nret, 0);

发送给浏览器。

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十三、最简单的HTTP响应

服务器可以直接发送：

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：

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：

\r\n

非常重要。

HTTP协议中的请求行、请求头等通常使用：

\r\n

作为换行。

而：

\r\n\r\n

表示：

HTTP头部结束

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十四、HTTP与TCP的关系

可以简单理解成：

        HTTP
          ↓
        TCP
          ↓
         IP

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：

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。