【Linux】一篇文章搞定 HTTP协议 入门

1. HTTP的概念

• http协议是应用层协议，在传输层使用的协议是TCP协议

• 超文本传输协议（英文：HyperText Transfer Protocol，缩写：HTTP）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP是万维网的数据通信的基础。
• HTTP的发展是由蒂姆·伯纳斯-李于1989年在欧洲核子研究组织（CERN）所发起。HTTP的标准制定由万维网协会（World Wide Web Consortium，W3C）和互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）进行协调，最终发布了一系列的RFC，其中最著名的是1999年6月公布的 RFC 2616，定义了HTTP协议中现今广泛使用的一个版本——HTTP 1.1
• 2014年12月，互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis（httpbis）工作小组将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论，于2015年2月17日被批准。 HTTP/2标准于2015年5月以RFC 7540正式发表，取代HTTP 1.1成为HTTP的实现标准。

2. HTTP请求的解释

• http：使用的协议名
• user:pass：用户名和密码
• www.example.jp：域名->IP地址
• 80：服务器端口号
• /dir/index.html：带层次的文件路径
  • / ：http服务器的逻辑根目录（人为规定的某一个文件夹是根目录，并不是绝对的）
• uid=1：key=value形式的查询字符串，不同的字符串之间是使用&符号进行链接的

3. urlencode与urldecode

我们在搜索框中输入"C++"，并按下回车键后，会看到如下的现象:其中要查询的“C++”变成了C%2B%2B

• urlencode：用于编码URL字符串，数字和字母保持不变，空格变为’+’，其他（如：中文字符）先转换为十六进制表示，然后在每个字节前面加一个标识符%，例如：“啊”字 Ascii的十六进制是0xB0A1——>%B0%A1
• urldecode：用于解码已编码的URL 字符串，解码方式与URLEncode相反

4. http数据包格式

4.1 http请求

Host：请求的主机名称

Connection：keep-alive表示长连接

User-Agent：浏览器的版本信息和操作系统的信息

Content-Type：正文类型

Accept-Encoding：能够接收的编码格式

Accept-Language：能够接收的语言

• 第一行：GET：方法 ；HTTP/1.1：版本号
• Header：请求的属性，属性是由冒号:分割的键值对，一组属性占一行，每组属性之间使用\n分割，遇到空白行表示Header部分结束
• Body：空白行后面的内容都是Body，Body允许是空字符串。如果Body存在，则在Header中会有一个Content-Length属性来标识Body的长度

4.2 http响应

Server:BWS/1.1 表示目标Web服务器程序的名字是BWS（Baidu Web Server）

Content - Type：text/html;charset=utf-8表示目标文档是MIME类型，其中text是主文档类型，HTML是子文档类型，charset用于指定文档的字符编码

• 第一行：HTTP/1.1是HTTP的版本号；200是状态码；OK是状态码解释（状态信息）
• Header：响应的属性，属性是由冒号:分割的键值对，一组属性占一行，每组属性之间使用\n分割，遇到空白行表示Header部分结束
• Body：空白行后面的内容都是Body，Body允许是空字符串。如果Body存在，则在Header中会有一个Content-Length属性来标识Body的长度

5. http状态码和状态信息及其含义

6. http请求方法

• HEAD、GET、OPTIONS、TRACE方法是安全方法：只是从服务器获取资源或信息，而不对服务器资源进行任何修改

• POST、PUT、DELETE、PATCH方法是不安全方法：会影响服务器上的资源

• HEAD、GET、OPTIONS、TRACE、PUT、DELETE方法是等幂的：多次重复的请求和只发送一次具有完全相同的效果

7. 模拟实现http协议服务器

#include                                                                                          
#include 
#include 
#include 

// 网络编程所需头文件
#include 
#include 
#include 

// 提醒启动http服务端的格式
void Tips()
{
     
    printf("Format: ./http_server [ip] [port]\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
     
    // 限定启动的格式
    if(argc != 3)
    {
     
        Tips();
        return 1;
    }

    // 创建服务端套接字，使用TCP协议
    int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock_fd < 0)
    {
     
        perror("socket");
        return 1;
    }

    // 使用使用输入的端口号和IP地址初始化地址信息结构体
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    // 服务端绑定地址信息结构体
    int ret = bind(sock_fd,(struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
    if(ret < 0)
    {
     
        perror("bind");
        return 1;
    }

    // 等待客户端连接
    ret = listen(sock_fd, 0);
    if(ret < 0)
    {
     
        perror("listen");
        return -1;
    }

    while(1)
    {
     
        // 用于存放客户端的地址信息结构
        struct sockaddr_in client_addr;
        socklen_t len;
        // 获取客户端的连接，并填写客户端的地址信息结构体
        int client_fd = accept(sock_fd,(struct sockaddr*)&client_addr,&len);
        if(client_fd < 0)
        {
     
            perror("accept");
            continue;
        }

        char input_buf[1024 * 10] = {
     0};  // 用足够大的缓冲区将数据读完
        ssize_t read_size = read(client_fd, input_buf, sizeof(input_buf) - 1);
        if(read_size < 0)
        {
     
            return 1;
        }
        printf("[Request]:%s",input_buf);

        char buf[1024] = {
     0}; 
        const char* hello = "
hello world!
";
        sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\nContent-Length:%lu\n\n%s", strlen(hello), hello);
        write(client_fd, buf, strlen(buf));
    }
    return 0;
}

• 打开网页输入ip:port进入后会有以下现象

[gongruiyang@localhost httpProgram]$ ./server 192.168.153.128 9090
[Request]:GET / HTTP/1.1
Host: 192.168.153.128:9090
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/88.0.4315.4 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

[Request]:GET /favicon.ico HTTP/1.1
Host: 192.168.153.128:9090
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/88.0.4315.4 Safari/537.36
Accept: image/avif,image/webp,image/apng,image/svg+xml,image/*,*/*;q=0.8
Referer: http://192.168.153.128:9090/
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

^C

8. 浏览器地址栏键入URL所需经历的流程

当你在浏览器的地址栏中输入某个URL直至显示出来网页内容需要经历以下的流程：

1. 浏览器向DNS服务器发出请求，请求解析该URL中的域名对应的IP地址
2. 解析出IP地址后，通过IP地址和默认http端口号80与服务器建立TCP连接
3. 浏览器发出读取文件的HTTP请求，该请求报文作为TCP三次握手的第三个报文的部分数据发送给服务器
4. 服务器对浏览器做出响应，并把对应的HTML文本发送给浏览器
5. 释放TCP连接
6. 浏览器解析HTML文件并显示内容