HTTP协议报文概述

一. 概述

www(或web)定义了3个重要的概念,它们分别是访问信息的手段与位置(URI,Uniform Resource Identifier),信息的表现形式(HTML,HyperText Markup Language)以及信息转发(HTTP,HyperText Transfer Protocol)等操作。URI比URL(Uiniform Resource Locator)更广泛,不局限于标识互联网资源,还可以标识所有资源。

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写,是用于从万维网(WWW:World Wide Web )服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据(HTML 文件, 图片文件, 查询结果等),采用TCP协议而非UDP协议。

用于HTTP协议交互的信息被称为HTTP报文。请求端(客户端)的http报文叫做请求报文,响应端的叫做响应报文。

报文,是网络中交换和传输的数据单元,即站点一次性要发送的数据块。报文包含了将要发送的完整的数据信息,其长短很不一致,长度不限且可变。

HTTP报文是由一行一行简单的字符串组成的。HTTP报文都是纯文本,不是二进制代码,所以人们可以很方便地对其进行读写。如果说HTTP是因特网的信使,那么HTTP报文就是它用来搬东西的包裹了。

HTTP三点注意事项:

HTTP是无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

HTTP是媒体独立的:这意味着,只要客户端和服务器知道如何处理的数据内容,任何类型的数据都可以通过HTTP发送。客户端以及服务器指定使用适合的MIME-type内容类型。

HTTP是无状态:HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

http协议通讯流程:

 二. 报文流动

报文会流入源端服务器,工作完成之后,会流会用户的Agent代理。

HTTP报文会像河水一样流动,不管是请求报文还是响应报文,所有报文都会向下游流动。所有报文的发送者都在接受者的上游。如下图所示,对请求报文来说,代理1位于代理3的上游,但对响应报文来说,它就位于代理3的下游。

HTTP默认使用80端口,工作机制是,首先客户端向服务器的80端口建立一个TCP连接,然后在这个TCP连接上进行请求和应答以及数据报文的发送。

web浏览器执行的程序为客户端程序,在服务器端执行的程序为服务器端程序。

javascript是一种嵌入在HTML中的编程语言,作为客户端程序可以运行于多个浏览器中。

cgi是web服务器调用外部程序时所使用的一种服务应用的规范。

cookie,web服务器用cookie在客户端保存信息(多为用户名和登录名,或网络购物中购物车商品信息)。从web服务器检查cookie可以确保是否为同一对端的通信,从而存放于购物车里的商品信息(网购场合)就不必要再保存到服务器上了。

三. 协议版本

HTTP协议有三个版本:1.0, 1.1和2,目前一般都是HTTP/2(2.0)。

http采用方案hypertext transfer protocol,https采用方案hypertext transfer protocol security。

各版本主要特点:

HTTP1.0:无状态,无连接。在http1.0中每一个命令和应答都会触发一次TCP连接的建立和断开。

HTTP1.1: 持久连接,请求管道化,增加缓存处理(新增字段如cache-control),增加Host字段支持断点传输等。HTTP/1.1版的头部信息是文本,数据体可以是二进制或文本。

HTTP/2:二进制分帧,多路复用,头部压缩,服务器推送。 HTTP/2的头信息和数据体都是二进制,并且统称为“帧”,头信息帧和数据帧。(HTTP/2单向认证加密报文如下图,数据加密不能抓取数据)

(HTTP/2协议握手分2种方式,一种叫h2,一种叫h2c。

h2要求必须使用TLS加密,在TLS握手期间会顺带完成HTTPS/2协议的协商,如果协商失败(比如客户端不支持或者服务端不支持),则会使用HTTPS/1继续后续通讯。

h2c不使用TLS,而是多了一次基于HTTP协议的握手往返来完成向HTTP/2协议的升级,一般不建议使用。)

 

四. 报文的组成

HTTP报文本身是由多行(用CR+LF作为换行符)数据构成的字符串文本。

HTTP报文是简单的格式化文本。如下图所示。每条报文都包含一条来自客户端的请求或者一条来自服务器的响应。它们由三部分组成:对报文进行描述的起始行、包含属性的首部块以及可选的、包含数据的主体部分。

首部与主体由最初出现的空行(CR+LF)来划分。通常,并不一定要有报文主体。

注:CR+LF:CR(Carriage Return,回车,16进制0x0d, )和LF(Line Feed,换行,16进制0x0a, )。

所有的HTTP报文都可以分为两类:请求报文和响应报文。请求报文会向Web服务器请求一个动作。响应报文会将请求的结果返回给客户端。请求报文和响应报文的基本报文结构相同。

1. 报文的语法

请求报文的格式

<method> <request-URL> <version>  
<headers>  
  
<entity-body>

响应报文的格式

<version> <status> <reason-phrase>  
<headers>  
      
<entity-body>  

下面是对报文格式各部分的解释:

method(方法)

客户端希望服务器对资源执行的动作。是一个单独的词,如:GET、HEAD、POST。

request-URL(请求URL)

命名了所请求资源,或者URL路径组件的完整URL。

version(版本)

报文所使用的HTTP版本,其格式:HTTP/<major>.<minor>

其中major(主要版本号)和minor(次要版本号)都是整数。

status(状态码)

由三位数字组成,描述了请求过程中所发生的情况。

reason-phrase(原因短语)

上面数字状态码的可读版本包含行终止序列之前的所有文本。

headers(首部)

可以有零个或多个首部,每个首部都包含一个名字,后面跟着一个冒号(:),然后是一个可选的空格,接着是一个值,最后是一个CRLF。首部是由一个空行(CRLF)结束的,表示了首部列表的结束和实体主体部分的开始,

entity-body(实体的主体部分)

包含一个由任意数据组成的数据块。并不是所有的报文都包含实体的主体部分。有时,报文只是以一个CRLF结束。

 2. 起始行

所有的HTTP报文都以一个起始行作为开始。请求报文的起始行说明了要做些什么。响应报文的起始行说明发生了什么。

请求行。请求报文请求服务器对资源进行一些操作。请求报文的起始行,称为请求行,包含 一个方法和一个请求URL,方法描述了服务器应该执行的操作,请求URL描述了要对哪个资源执行这个方法。请求行还包含HTTP的版本,用来告知服务器, 客户端使用的是哪种版本的HTTP。所有的这些字段都由空格符分隔。在HTTP/1.0之前,并不要求请求行中包含HTTP版本号。

响应行。响应报文承载了状态信息和操作产生的所有结果数据,将其返回给客户端。响应报文的起始行,称为响应行,包含了响应报文使用的HTTP版本、数字状态码,以及描述状态码的文本信息的原因短语。所有的这些字段都由空格符分隔。在HTTP/1.0之前,并不要求响应行中包含HTTP版本号。

方法。请求的起始行以方法作为开始,方法用来告知服务器要做些什么。

HTTP规范中定义了一组常用的请求方法。

注:并不是所有服务器都实现了上面列出的7种方法。而且,由于HTTP设计得易于扩展,所以除了这些方法以外,其他服务器可能还会是实现一些自己的请求方法,称为扩展方法。

状态码。用来告诉客户端,发生了什么事情。

客户端向一个HTTP服务器发送请求报文时,会发生很多事情。状态码是在每条响应报文的起始行中返回的。

下面是状态码的分类

 

200 - 请求成功

301 - 资源(网页等)被永久转移到其它URL

404 - 请求的资源(网页等)不存在

500 - 内部服务器错误

原因短语。是响应起始行中最后一个组件。为状态码提供了文本形式的解释。例:200 OK中,OK就是原因短语。

版本号。为HTTP应用程序提供了一种将自己所遵循的协议版本告知对方的方式。版本号 说明了应用程序支持的最高版本。版本好不会被当作小数来处理。版本的每个数字都回被当成一个单独的数字来处理。因此,每个数字都必须单独进行比较,以便确 定哪个版本更高。比如,HTTP/2.22就比HTTP/2.3的版本更高,因为22比3大。

 3. 首部

首部字段向请求和响应报文中添加一些附加信息。从本质上来说,它们只是一些名/值对的列表。

首部分类

请求首部:提供更多有关请求的信息

响应首部:提供更多有关响应的信息

通用首部:既可以出现在请求报文中,也可以出现在响应报文中

实体首部:描述主体的长度和内容,或者资源自身

扩展首部:规范中没有定义的新首部

常见首部实例

Content-type:指定数据格式。1.0规定,头部信息必须是ASCII码,后面的数据可以是任何格式。常见的Content-type字段值:text/plain, text/html, text/css, image/jpeg, image/png, image/svg+xml, audio/mp4, video/mp4, application/javascript, application/pdf, application/zip, aplication/atom+xml。这些数据类型总称为MIME type,每个值包含一级类型和二级类型,之间用斜杠分割。除了预定义的类型,厂商也可自定义类型。MIME type还可以在尾部使用分号,添加参数,如:

Content-type: text/html; charset=utf-8

上述类型表明,发送的是网页,而且编码是UTF-8。

Accept:客户端申明可以接受的数据格式。如:Accept: */*可以接受任何数据格式。

Content-Encoding:指定数据的压缩方法,如:gzip,compress,deflate。

Accept-Encoding:客户端申明可以接受的压缩方法。

Connection:默认keep-alive(1.1之后),客户端可发送Connection: close明确要求服务器关闭TCP链接。目前,对于同一域名,大多数浏览器允许同时建立6个持久连接。

Content-length:声明本次响应的数据长度。

Transfer-Encoding:声明回应将有数量未定的数据块组成。Transfer-Encoding: chunked

Host:指定服务器的域名。 

4. 实体的主体部分

HTTP报文的负荷。就是HTTP要传输的内容。

HTTP报文可以承载很多类型的数字数据:图片、视频、HTML文档、软件应用程序等。

参考:

1. 图解http

2. runoob.com HTTP简介

3. HTTP协议之报文详解

4. HTTP 协议详解 (增删减及标注) simba

5. HTTP 方法:GET 对比 POST

6. HTTP1.0 HTTP1.1 HTTP2.0 主要特性对比

7. HTTP/2.0 相比1.0有哪些重大改进?

8. HTTP协议入门1.0,1.1,2 阮一峰

9. 看完让你彻底搞懂Websocket原理

10. Cronet网络库系列(三):HTTPS/HTTP2/HTTP3/QUIC/WebSocket详解

原文地址:https://www.cnblogs.com/embedded-linux/p/7440194.html