【Linux】一篇文章搞定 HTTP协议入门

古城微笑少年丶 2023-01-08 08:15 243阅读 0赞

### HTTP协议 ###

*  1. HTTP的概念
 *  2. HTTP请求的解释
 *  3. urlencode与urldecode
 *  4. http数据包格式
 *   *  4.1 http请求
     *  4.2 http响应
 *  5. http状态码和状态信息及其含义
 *  6. http请求方法
 *  7. 模拟实现http协议服务器
 *  8. 浏览器地址栏键入URL所需经历的流程

# 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：**H**yper**T**ext **T**ransfer **P**rotocol，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 #

![在这里插入图片描述][20210119153458401.png]

*  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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  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 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

> 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 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

> 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 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

# 6. http请求方法 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

*  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 <stdio.h> 
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    
    // 网络编程所需头文件
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    // 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 = "<h1>hello world!</h1>";
            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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

[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**

![在这里插入图片描述][20210119153714689.png]

[20210119153458401.png]: /images/20221119/54c6748f7f1e414ea16a5fc0be076025.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221119/0de032281afa45caa7e2e2b2b46ff524.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221119/252e2d1a8d834fd88325ff58f7fbbb37.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221119/38bc857e9ac842c4b7054aa160447974.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221119/49090c34d61941de9f7ed59b948081a0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221119/6779e6ad66264de0b310d3a7ff69c09c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221119/a71d4bce490b4f7faa818dd00239ac97.png
[20210119153714689.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210119153714689.png