HTTP基本原理（格式详解）

一、HTTP请求格式      

       做过Socket编程的人都知道，当我们设计一个通信协议时，“消息头/消息体”的分割方式是很常用的，消息头告诉对方这个消息是干什么的，消息体告诉对方怎么干。HTTP协议传输的消息也是这样规定的，每一个HTTP包都分为HTTP头和HTTP体两部分，消息体是可选的，而消息头是必须的。每当我们打开一个网页，在上面点击右键，选择“查看源文件”，这时看到的HTML代码就是HTTP的消息体，那么消息头可以通过浏览器的开发工具或者插件可以看到，如果火狐的Firebug，IE的Httpwatch。

      客户端通过发送 HTTP 请求向服务器请求对资源的访问。 它向服务器传递了一个数据块，也就是请求信息，HTTP 请求由三部分组成：请求行、  请求头和请求正文。

  (1)、请求行：请求方法 URI 协议/版本

  (2)、请求头(Request Header)

 (3)、 请求正文

下面是一个HTTP请求的数据：

POST /index.php HTTP/1.1
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:10.0.2) Gecko/20100101 Firefox/10.0.2
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
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost/
Content-Length：25
Content-Type：application/x-www-form-urlencoded
 
username=aa&password=1234

 

1、请求行：请求方法URI协议/版本

 请求的第一行是“方法 URL  协议/版本”，并以 回车换行作为结尾。请求行以空格分隔。格式如下：

POST /index.php HTTP/1.1

以上代码中“POST”代表请求方法，“/index.php”表示URI，“HTTP/1.1代表协议和协议的版本。

        根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。例如：HTTP1.1支持7种请求方法：GET、POST、HEAD、OPTIONS、PUT、DELETE和TARCE。在Internet应用中，最常用的方法是GET和POST。

         URL完整地指定了要访问的网络资源，通常只要给出相对于服务器的根目录的相对目录即可，因此总是以“/”开头，最后，协议版本声明了通信过程中使用HTTP的版本。   

请求方法

在 HTTP 协议中，HTTP 请求可以使用多种请求方法，这些方法指明了要以何种方式来访问 Request-URI 所标识的资源。HTTP1.1 支持的请求方法如下表所示：

HTTP1.1 中的请求方式：

方法	作用
GET	请求获取由 Request-URI 所标识的资源
POST	请求服务器接收在请求中封装的实体，并将其作为由 Request-Line 中的 Request-URI 所标识的资源的一部分
HEAD	请求获取由 Request-URI 所标识的资源的响应消息报头
PUT	请求服务器存储一个资源，并用 Request-URI 作为其标识符
DELETE	请求服务器删除由 Request-URI 所标识的资源
TRACE	请求服务器回送到的请求信息，主要用于测试或诊断
CONNECT	保留将来使用
OPTIONS	请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

 

重点介绍 GET、POST 和 HEAD 三个方法：

（1）GET

        GET 方法用于获取由 Request-URI 所标识的资源的信息，常见的形式是：

        GET Request-URI HTTP/1.1
        GET方法是默认的HTTP请求方法，例如当我们通过在浏览器的地址栏中直接输入网址的方式去访问网页的时候，浏览器采用的就是 GET 方法向服务器获取资源。

        我们可以使用GET方法来提交表单数据，用GET方法提交的表单数据只经过了简单的编码，同时它将作为URL的一部分向服务器发送，因此，如果使用GET方法来提交表单数据就存在着安全隐患上。例如：
         Http://localhost/login.php?username=aa&password=1234

        从上面的URL请求中，很容易就可以辩认出表单提交的内容。（？之后的内容）另外由于GET方法提交的数据是作为URL请求的一部分所以提交的数据量不能太大。这是因为浏览器对url的长度有限制

       各种浏览器也会对url的长度有所限制，下面是几种常见浏览器的url长度限制:(单位:字符)

IE : 2803

Firefox:65536

Chrome:8182

Safari:80000

Opera:190000 

（2）POST

          POST方法是GET方法的一个替代方法，它主要是向Web服务器提交表单数据，尤其是大批量的数据。 在请求头信息结束之后的两个回车换行之后（实际是空一行），就是表单提交的数据。如上面提到的post表单数据：

        username=aa&password=1234

        POST方法克服了GET方法的一些缺点。通过POST方法提交表单数据时，数据不是作为URL请求的一部分而是作为标准数据传送给Web服务器，这就克服了GET方法中的信息无法保密和数据量太小的缺点。因此，出于安全的考虑以及对用户隐私的尊重，通常表单提交时采用POST方法。

　 从编程的角度来讲，如果用户通过GET方法提交数据，则数据存放在QUERY＿STRING环境变量中，而POST方法提交的数据则可以从标准输入流中获取。

 

 GET与POST方法有以下区别：

      1、  在客户端，Get方式在通过URL提交数据，数据在URL中可以看到；POST方式，数据放在HTTP包的body中。

      2、 GET方式提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST则没有此限制。

      3、安全性问题。正如在（1）中提到，使用 Get 的时候，参数会显示在地址栏上，而 Post 不会。所以，如果这些数据是中文数据而且是非敏感数据，那么使用 get；如果用户输入的数据不是中文字符而且包含敏感数据，那么还是使用 post为好。

      4.、服务器取值方式不一样。GET方式取值，如php可以使用$_GET来取得变量的值，而POST方式通过$_POST来获取变量的值。

 

（3）HEAD

     HEAD 方法与 GET 方法几乎是相同的，它们的区别在于 HEAD 方法只是请求消息报头，而不是完整的内容。对于 HEAD 请求的回应部分来说，它的 HTTP 头部中包含的信息与通过 GET 请求所得到的信息是相同的。利用这个方法，不必传输整个资源内容，就可以得到 Request-URI 所标识的资源的信息。这个方法通常被用于测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。

    要注意的是，在 HTML 文档中，书写 get 和 post，大小写都可以，但在 HTTP 协议中的 GET 和 POST 只能是大写形式。

2. 请求头

每个头域由一个域名，冒号（:）和域值三部分组成。域名是大小写无关的，域值前可以添加任何数量的空格符，头域可以被扩展为多行，在每行开始处，使用至少一个空格或制表符。

HTTP最常见的请求头如下：

Transport 头域

Connection：

作用：表示是否需要持久连接。

如果服务器看到这里的值为“Keep-Alive”，或者看到请求使用的是HTTP 1.1（HTTP 1.1默认进行持久连接）,它就可以利用持久连接的优点，当页面包含多个元素时（例如Applet，图片），显著地减少下载所需要的时间。要实现这一点，服务器需要在应答中发送一个Content-Length头，最简单的实现方法是：先把内容写入 ByteArrayOutputStream，然后在正式写出内容之前计算它的大小；

例如：　Connection: keep-alive   当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的  网页，会继续使用这一条已经建立的连接

例如：  Connection: close  代表一个Request完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接会关闭，  当客户端再次发送Request，需要重新建立TCP连接。

Host（发送请求时，该报头域是必需的）

Host请求报头域主要用于指定被请求资源的Internet主机和端口号，它通常从HTTP URL中提取出来的。

eg：http://；localhost/index.html
浏览器发送的请求消息中，就会包含Host请求报头域，如下：
Host：localhost

此处使用缺省端口号80，若指定了端口号8080，则变成：Host：localhost:8080

Client 头域

Accept：

作用：浏览器可以接受的媒体类型（MIME类型）,

例如：  Accept: text/html  代表浏览器可以接受服务器回发的类型为 text/html  也就是我们常说的html文档, 如果服务器无法返回text/html类型的数据，服务器应该返回一个406错误(non acceptable)。

通配符 * 代表任意类型。例如  Accept: */*  代表浏览器可以处理所有类型，(一般浏览器发给服务器都是发这个)

Accept-Encoding：

作用： 浏览器申明自己接收的编码方法，通常指定压缩方法，是否支持压缩，支持什么压缩方法（gzip，deflate），（注意：这不是只字符编码）;

例如： Accept-Encoding: gzip, deflate。Server能够向支持gzip/deflate的浏览器返回经gzip或者deflate编码的HTML页面。 许多情形下这可以减少5到10倍的下载时间，也节省带宽。

Accept-Language：

作用： 浏览器申明自己接收的语言。 

语言跟字符集的区别：中文是语言，中文有多种字符集，比如big5，gb2312，gbk等等；

例如： Accept-Language:zh-cn 。如果请求消息中没有设置这个报头域，服务器假定客户端对各种语言都可以接受。

User-Agent：

作用：告诉HTTP服务器， 客户端使用的操作系统和浏览器的名称和版本.

我们上网登陆论坛的时候，往往会看到一些欢迎信息，其中列出了你的操作系统的名称和版本，你所使用的浏览器的名称和版本，这往往让很多人感到很神奇，实际上， 服务器应用程序就是从User-Agent这个请求报头域中获取到这些信息User-Agent请求报头域允许客户端将它的操作系统、浏览器和其它属性告诉服务器。

例如： User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; CIBA; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729; .NET4.0C; InfoPath.2; .NET4.0E)

Accept-Charset：

作用：浏览器申明自己接收的字符集，这就是本文前面介绍的各种字符集和字符编码，如gb2312，utf-8（通常我们说Charset包括了相应的字符编码方案）；

例如：Accept-Charset:iso-8859-1,gb2312.如果在请求消息中没有设置这个域，缺省是任何字符集都可以接受。

Authorization：授权信息，通常出现在对服务器发送的WWW-Authenticate头的应答中；

Authorization请求报头域主要用于证明客户端有权查看某个资源。当浏览器访问一个页面时，如果收到服务器的响应代码为401（未授权），可以发送一个包含Authorization请求报头域的请求，要求服务器对其进行验证。

Cookie/Login 头域

Cookie:

作用： 最重要的header, 将cookie的值发送给HTTP 服务器

Entity头域

Content-Length

作用：发送给HTTP服务器数据的长度。即请求消息正文的长度；

例如： Content-Length: 38

Content-Type：

作用：

例如：Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Miscellaneous 头域

Referer:

作用： 提供了Request的上下文信息的服务器，告诉服务器我是从哪个链接过来的，比如从我主页上链接到一个朋友那里， 他的服务器就能够从HTTP Referer中统计出每天有多少用户点击我主页上的链接访问    他的网站。

例如: Referer:http://translate.google.cn/?hl=zh-cn&tab=wT

Cache 头域

If-Modified-Since：

作用： 把浏览器端缓存页面的最后修改时间发送到服务器去，服务器会把这个时间与服务器上实际文件的最后修改时间进行对比。如果时间一致，那么返回304，客户端就直接使用本地缓存文件。如果时间不一致，就会返回200和新的文件内容。客户端接到之后，会丢弃旧文件，把新文件缓存起来，并显示在浏览器中。

例如：If-Modified-Since: Thu, 09 Feb 2012 09:07:57 GMT。

If-None-Match：

作用: If-None-Match和ETag一起工作，工作原理是在HTTP Response中添加ETag信息。 当用户再次请求该资源时，将在HTTP Request 中加入If-None-Match信息(ETag的值)。如果服务器验证资源的ETag没有改变（该资源没有更新），将返回一个304状态告诉客户端使用本地缓存文件。否则将返回200状态和新的资源和Etag.  使用这样的机制将提高网站的性能

例如: If-None-Match: "03f2b33c0bfcc1:0"

Pragma：

作用： 防止页面被缓存， 在HTTP/1.1版本中，它和Cache-Control:no-cache作用一模一样

Pargma只有一个用法， 例如： Pragma: no-cache

注意: 在HTTP/1.0版本中，只实现了Pragema:no-cache, 没有实现Cache-Control

Cache-Control：

作用: 这个是非常重要的规则。 这个用来指定Response-Request遵循的缓存机制。各个指令含义如下

Cache-Control:Public   可以被任何缓存所缓存（）

Cache-Control:Private     内容只缓存到私有缓存中

Cache-Control:no-cache  所有内容都不会被缓存

二、 HTTP响应格式      

      在接收和解释请求消息后，服务器会返回一个 HTTP 响应消息。与 HTTP 请求类似，HTTP 响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头和响应正文。如：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sun, 17 Mar 2013 08:12:54 GMT
Server: Apache/2.2.8 (Win32) PHP/5.2.5
X-Powered-By: PHP/5.2.5
Set-Cookie: PHPSESSID=c0huq7pdkmm5gg6osoe3mgjmm3; path=/
Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT
Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0
Pragma: no-cache
Content-Length: 4393
Keep-Alive: timeout=5, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/html; charset=utf-8