【计算机网络五】HTTP协议！网站运行的奥秘！

HTTP协议

1.HTTP是什么？

2.Fiddler抓包查看HTTP协议格式

3.HTTP请求

4.HTTP响应

HTTP协议

1.HTTP是什么？

HTTP ( 全称为 " 超文本传输协议 ") 诞生与 1991 年 . 目前已经发展为最主流使用的一种应用层协议 .

HTTP 的前几个版本均基于传输层的 TCP 协议实现 . (HTTP1.0, HTTP1.1, HTTP2.0 均为 TCP, HTTP3 基于 UDP实现)。目前市面上主要使用的是HTTP1.1和HTTP2.0，最新的HTTP3.0正在完善中，Google/Meta等公司的产品已经开始支持了。

当我们在浏览器中输入一个搜狗搜索的 "网址" (URL) 时, 浏览器就给搜狗的服务器发送了一个 HTTP 请求, 搜狗的服务器返回了一个 HTTP 响应.
这个响应结果被浏览器解析之后, 就展示成我们看到的页面内容. (这个过程中浏览器可能会给服务器发送多个 HTTP 请求, 服务器会对应返回多个响应, 这些响应里就包含了页面 HTML, CSS, JavaScript, 图片, 字体等信息).
所谓 "超文本" 的含义, 就是传输的内容不仅仅是文本(比如 html, css 这个就是文本), 还可以是一些其他的资源, 比如图片, 视频, 音频等二进制的数据

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前面我已经分享过TCP/IP协议的运行机制，主要是通过IP+Port（地址+端口号）来解决数据在客户端和服务器之间传输路径选择的问题，当我们把数据从A点传输到B点，还需要保证A，B双方都能对数据准确解读，以保证双方对数据的正常使用，这时我们就需要应用层协议了，这也是HTTP协议主要做的事。

2.Fiddler抓包查看HTTP协议格式

Fidder是开发者常用的抓包工具，用来获取HTTP请求和响应。

Fiddler 相当于一个 "代理". 浏览器访问 sogou.com 时, 就会把 HTTP 请求先发给 Fiddler, Fiddler 再把请求转发给 sogou 的服务器. 当 sogou 服务器返回数据时, Fiddler 拿到返回数据, 再把数据交给浏览器. 因此 Fiddler 对于浏览器和 sogou 服务器之间交互的数据细节, 都是非常清楚的.

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下图所示便是Fiddler的主页面：

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我们能清楚的看到HTTP请求和响应的格式

请求格式：

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\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;

响应格式：

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\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.

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http协议中的空行用来表示请求报头的结束标记。相当于报头和正文的分隔符。

3.HTTP请求

请求方法(Method)

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GET 是最常用的 HTTP 方法. 常用于获取服务器上的某个资源。
POST 方法也是一种常见的方法. 多用于提交用户输入的数据给服务器(例如登陆页面)。
PUT 与 POST 相似，只是具有幂等特性，一般用于更新。
DELETE 删除服务器指定资源。
OPTIONS 返回服务器所支持的请求方法。
HEAD 类似于GET，只不过响应体不返回，只返回响应头。
TRACE 回显服务器端收到的请求，测试的时候会用到这个。
CONNECT 预留，暂无使用。

URL的基本格式

URL 的详细规则由因特网标准RFC1738进行了约定，如下所示：

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但是实际上具体的URL网址对有些信息进行了省略。

https://v.baidu.com/personInf/student?userId=10000&classId=100

上面是一个具体的URL网址信息。

https: 协议方案名. 常见的有 http 和 https, 也有其他的类型. (例如访问 mysql 时用的 jdbc:mysql )。
user:pass: 登陆信息. 现在的网站进行身份认证一般不再通过 URL 进行了. 一般都会省略。
v.baidudu.com: 服务器地址. 此处是一个 "域名", 域名会通过 DNS 系统解析成一个具体的 IP 地址。
端口号: 上面的 URL 中端口号被省略了. 当端口号省略的时候, 浏览器会根据协议类型自动决定使用哪个端口. 例如 http 协议默认使用 80 端口, https 协议默认使用 443 端口。
/personInf/student: 带层次的文件路径。
userId=10000&classId=100: 查询字符串(query string). 本质是一个键值对结构. 键值对之间使用 & 分隔. 键和值之间使用 = 分隔.
片段标识: 此 URL 中省略了片段标识. 片段标识主要用于页面内跳转。

在URL中像 / ? : 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。即URLencode。

请求报头（header）

header 的整体的格式也是 " 键值对 " 结构 . 每个键值对占一行. 键和值之间使用分号分割。

下面介绍一些常见的报头种类和含义：

Host：表示服务器主机的地址和端口。

Content-Length：表示 body 中的数据长度。
Content-Type：表示请求的 body 中的数据格式。

User-Agent (简称 UA)：表示浏览器/操作系统的属性。

Referer：表示这个页面是从哪个页面跳转过来的。

Cookie：Cookie 中存储了一个字符串, 这个数据可能是客户端(网页)自行通过 JS 写入的, 也可能来自于服务器(服务器在 HTTP 响应的 header 中通过 Set-Cookie 字段给浏览器返回数据)。

4.HTTP响应

响应状态码

HTTP状态码表示访问一个页面的结果 . ( 是访问成功 , 还是失败 , 还是其他的一些情况 ...)。

想必大家肯定遇到访问一个网页结果返回结果是404的情况吧。

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200 OK： 这是一个最常见的状态码, 表示访问成功.
404 Not Found：没有找到资源.
403 Forbidden：表示访问被拒绝. 有的页面通常需要用户具有一定的权限才能访问(登陆后才能访问). 如果用户没有登陆直接访问, 就容易见到 403.
405 Method Not Allowed：前面我们已经学习了 HTTP 中所支持的方法, 有 GET, POST, PUT, DELETE 等. 但是对方的服务器不一定都支持所有的方法(或者不允许用户使用一些其他的方法).
500 Internal Server Error：服务器出现内部错误. 一般是服务器的代码执行过程中遇到了一些特殊情况(服务器异常崩溃)会产生这个状态码.
504 Gateway Timeout ：当服务器负载比较大的时候, 服务器处理单条请求的时候消耗的时间就会很长, 就可能会导致出现超时的情况.
302 Move temporarily ：临时重定向. 在登陆页面中经常会见到 302. 用于实现登陆成功后自动跳转到主页. 响应报文的 header 部分会包含一个 Location 字段, 表示要跳转到哪个页面.
301 Moved Permanently ：永久重定向. 当浏览器收到这种响应时, 后续的请求都会被自动改成新的地址.301 也是通过 Location 字段来表示要重定向到的新地址.

在网上看到过一幅很形象概括HTTP状态码的图：

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响应报头（header）

响应报头的基本格式和请求报头的格式基本一致。

类似于 Content - Type , Content - Length 等属性的含义也和请求中的含义一致。

响应中的 Content-Type 常见取值有以下几种 :

text/html : body 数据格式是 HTML
text/css : body 数据格式是 CSS
application/javascript : body 数据格式是 JavaScript
application/json : body 数据格式是 JSON