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超文本传输协议(HTTP)是一种通信协议,它允许将超文本标记语言(HTML)文档从Web服务器传送到客户端的浏览器。
HTTP是一个应用层协议,由请求和响应构成,是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。
在Internet中所有的传输都是通过TCP/IP进行的。HTTP协议作为TCP/IP模型中应用层的协议也不例外。HTTP协议通常承载于TCP协议之上,有时也承载于TLS或SSL协议层之上,这个时候,就成了我们常说的HTTPS。
浏览网页是HTTP的主要应用,但是这并不代表HTTP就只能应用于网页的浏览。HTTP是一种协议,只要通信的双方都遵守这个协议,HTTP就能有用武之地。比如咱们常用的QQ,迅雷这些软件,都会使用HTTP协议(还包括其他的协议)。
http请求由三部分组成,分别是:请求行、消息报头、请求正文
1、请求行以一个方法符号开头,以空格分开,后面跟着请求的URI和协议的版本,格式如下:Method Request-URI HTTP-Version CRLF
其中 Method表示请求方法;Request-URI是一个统一资源标识符;HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本;CRLF表示回车和换行(除了作为结尾的CRLF外,不允许出现单独的CR或LF字符)。
请求方法(所有方法全为大写)有多种,各个方法的解释如下:
GET 请求获取Request-URI所标识的资源
POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据
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
DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源
TRACE 请求服务器回送收到的请求信息,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
应用举例:
GET方法:在浏览器的地址栏中输入网址的方式访问网页时,浏览器采用GET方法向服务器获取资源,eg:GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
POST方法要求被请求服务器接受附在请求后面的数据,常用于提交表单。
eg:POST /reg.jsp HTTP/ (CRLF)
Accept:image/gif,image/x-xbit,... (CRLF)
...
HOST:www.guet.edu.cn (CRLF)
Content-Length:22 (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
Cache-Control:no-cache (CRLF)
(CRLF) //该CRLF表示消息报头已经结束,在此之前为消息报头
user=jeffrey&pwd=1234 //此行以下为提交的数据
HEAD方法与GET方法几乎是一样的,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。该方法常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。
2、请求报头后述
3、请求正文(略)
在接收和解释请求消息后,服务器返回一个HTTP响应消息。
HTTP响应也是由三个部分组成,分别是:状态行、消息报头、响应正文
1、状态行格式如下:
HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
其中,HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本;Status-Code表示服务器发回的响应状态代码;Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。
状态代码有三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别,且有五种可能取值:
1xx:指示信息--表示请求已接收,继续处理
2xx:成功--表示请求已被成功接收、理解、接受
3xx:重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作
4xx:客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现
5xx:服务器端错误--服务器未能实现合法的请求
常见状态代码、状态描述、说明:
200 OK //客户端请求成功
400 Bad Request //客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解
401 Unauthorized //请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
403 Forbidden //服务器收到请求,但是拒绝提供服务
404 Not Found //请求资源不存在,eg:输入了错误的URL
500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求,一段时间后可能恢复正常
eg:HTTP/1.1 200 OK (CRLF)
2、响应报头后述
3、响应正文就是服务器返回的资源的内容
三、特点
HTTP协议永远都是客户端发起请求,服务器回送响应。这样就限制了使用HTTP协议,无法实现在客户端没有发起请求的时候,服务器将消息推送给客户端。
HTTP协议的主要特点可概括如下:
1、支持客户/服务器模式。支持基本认证和安全认证。
2、简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。
3、灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
4、HTTP 0.9和1.0使用非持续连接: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 1.1使用持续连接:不必为每个web对象创建一个新的连接,一个连接可以传送多个对象。
5、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。
无状态协议:
协议的状态是指下一次传输可以“记住”这次传输信息的能力。
http是不会为了下一次连接而维护这次连接所传输的信息,为了保证服务器内存。
比如客户获得一张网页之后关闭浏览器,然后再一次启动浏览器,再登陆该网站,但是服务器并不知道客户关闭了一次浏览器。
由于Web服务器要面对很多浏览器的并发访问,为了提高Web服务器对并发访问的处理能力,在设计HTTP协议时规定Web服务器发送HTTP应答报文和文档时,不保存发出请求的Web浏览器进程的任何状态信息。这有可能出现一个浏览器在短短几秒之内两次访问同一对象时,服务器进程不会因为已经给它发过应答报文而不接受第二期服务请求。由于Web服务器不保存发送请求的Web浏览器进程的任何信息,因此HTTP协议属于无状态协议(Stateless Protocol)。
HTTP协议是无状态的和Connection: keep-alive的区别:
无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力,服务器不知道客户端是什么状态。从另一方面讲,打开一个服务器上的网页和你之前打开这个服务器上的网页之间没有任何联系。
HTTP是一个无状态的面向连接的协议,无状态不代表HTTP不能保持TCP连接,更不能代表HTTP使用的是UDP协议(无连接)。
从HTTP/1.1起,默认都开启了Keep-Alive,保持连接特性,简单地说,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。
Keep-Alive不会永久保持连接,它有一个保持时间,可以在不同的服务器软件(如Apache)中设定这个时间。
一次HTTP操作称为一个事务,其工作过程可分为四步:
1)首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接,HTTP的工作开始。
2)建立连接后,客户机发送一个请求给服务器,请求方式的格式为:统一资源标识符(URL)、协议版本号,后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。
3)服务器接到请求后,给予相应的响应信息,其格式为一个状态行,包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码,后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。
4)客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上,然后客户机与服务器断开连接。
URL(Uniform Resource Locator) 地址用于描述一个网络上的资源, 基本格式如下
schema://host[:port#]/path/.../[;url-params][?query-string][#anchor]
scheme 指定低层使用的协议(例如:http, https, ftp)
host HTTP服务器的IP地址或者域名
port# HTTP服务器的默认端口是80,这种情况下端口号可以省略。如果使用了别的端口,必须指明,例如 http://www.cnblogs.com:8080/
path 访问资源的路径
url-params
query-string 发送给http服务器的数据
anchor- 锚
URL 的一个例子:
http://www.mywebsite.com/sj/test;id=8079?name=sviergn&x=true#stuff Schema: http host: www.mywebsite.com path: /sj/test URL params: id=8079 Query String: name=sviergn&x=true Anchor: stuff
6.1、断点续传的实现原理
HTTP协议的GET方法,支持只请求某个资源的某一部分;
206 Partial Content 部分内容响应;
Range 请求的资源范围;
Content-Range 响应的资源范围;
在连接断开重连时,客户端只请求该资源未下载的部分,而不是重新请求整个资源,来实现断点续传。
分块请求资源实例:
Eg1:Range: bytes=306302- :请求这个资源从306302个字节到末尾的部分;
Eg2:Content-Range: bytes 306302-604047/604048:响应中指示携带的是该资源的第306302-604047的字节,该资源共604048个字节;
客户端通过并发的请求相同资源的不同片段,来实现对某个资源的并发分块下载。从而达到快速下载的目的。目前流行的FlashGet和迅雷基本都是这个原理。
6.2、多线程下载的原理
下载工具开启多个发出HTTP请求的线程;
每个http请求只请求资源文件的一部分:Content-Range: bytes 20000-40000/47000;
合并每个线程下载的文件。
6.3、http代理
http代理服务器
代理服务器英文全称是Proxy Server,其功能就是代理网络用户去取得网络信息。形象的说:它是网络信息的中转站。
代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的一台服务器,有了它之后,浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求,Request信号会先送到代理服务器,由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。
而且,大部分代理服务器都具有缓冲的功能,就好象一个大的Cache,它有很大的存储空间,它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上,如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的,那么它就不重新从Web服务器取数据,而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器,这样就能显著提高浏览速度和效率。更重要的是:Proxy Server(代理服务器)是Internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能,它的工作主要在开放系统互联(OSI)模型的对话层。
http代理服务器的主要功能:
1)突破自身IP访问限制,访问国外站点。如:教育网、169网等网络用户可以通过代理访问国外网站;
2)访问一些单位或团体内部资源,如某大学FTP(前提是该代理地址在该资源的允许访问范围之内),使用教育网内地址段免费代理服务器,就可以用于对教育 网开放的各类FTP下载上传,以及各类资料查询共享等服务;
3)突破中国电信的IP封锁:中国电信用户有很多网站是被限制访问的,这种限制是人为的,不同Serve对地址的封锁是不同的。所以不能访问时可以换一个国外的代理服务器试试;
4)提高访问速度:通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区,当有外界的信息通过时,同时也将其保存到缓冲区中,当其他用户再访问相同的信息时,则直接由缓冲区中取出信息,传给用户,以提高访问速度;
5)隐藏真实IP:上网者也可以通过这种方法隐藏自己的IP,免受攻击。
对于客户端浏览器而言,http代理服务器相当于服务器。
而对于Web服务器而言,http代理服务器又担当了客户端的角色。
6.4、虚拟主机
虚拟主机:是在网络服务器上划分出一定的磁盘空间供用户放置站点、应用组件等,提供必要的站点功能与数据存放、传输功能。
所谓虚拟主机,也叫“网站空间”就是把一台运行在互联网上的服务器划分成多个“虚拟”的服务器,每一个虚拟主机都具有独立的域名和完整的Internet服务器(支持WWW、FTP、E-mail等)功能。一台服务器上的不同虚拟主机是各自独立的,并由用户自行管理。但一台服务器主机只能够支持一定数量的虚拟主机,当超过这个数量时,用户将会感到性能急剧下降。
虚拟主机的实现原理
虚拟主机是用同一个WEB服务器,为不同域名网站提供服务的技术。Apache、Tomcat等均可通过配置实现这个功能。
相关的HTTP消息头:Host。
例如:Host: www.baidu.com
客户端发送HTTP请求的时候,会携带Host头,Host头记录的是客户端输入的域名。这样服务器可以根据Host头确认客户要访问的是哪一个域名。
1**(信息类):表示接收到请求并且继续处理 100——客户必须继续发出请求 101——客户要求服务器根据请求转换HTTP协议版本 2**(响应成功):表示动作被成功接收、理解和接受 200——表明该请求被成功地完成,所请求的资源发送回客户端 201——提示知道新文件的URL 202——接受和处理、但处理未完成 203——返回信息不确定或不完整 204——请求收到,但返回信息为空 205——服务器完成了请求,用户代理必须复位当前已经浏览过的文件 206——服务器已经完成了部分用户的GET请求 3**(重定向类):为了完成指定的动作,必须接受进一步处理 300——请求的资源可在多处得到 301——本网页被永久性转移到另一个URL 302——请求的网页被转移到一个新的地址,但客户访问仍继续通过原始URL地址,重定向,新的URL会在response中的Location中返回,浏览器将会使用新的URL发出新的Request。 303——建议客户访问其他URL或访问方式 304——自从上次请求后,请求的网页未修改过,服务器返回此响应时,不会返回网页内容,代表上次的文档已经被缓存了,还可以继续使用 305——请求的资源必须从服务器指定的地址得到 306——前一版本HTTP中使用的代码,现行版本中不再使用 307——申明请求的资源临时性删除 4**(客户端错误类):请求包含错误语法或不能正确执行 400——客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解 401——请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 HTTP 401.1 - 未授权:登录失败 HTTP 401.2 - 未授权:服务器配置问题导致登录失败 HTTP 401.3 - ACL 禁止访问资源 HTTP 401.4 - 未授权:授权被筛选器拒绝 HTTP 401.5 - 未授权:ISAPI 或 CGI 授权失败 402——保留有效ChargeTo头响应 403——禁止访问,服务器收到请求,但是拒绝提供服务 HTTP 403.1 禁止访问:禁止可执行访问 HTTP 403.2 - 禁止访问:禁止读访问 HTTP 403.3 - 禁止访问:禁止写访问 HTTP 403.4 - 禁止访问:要求 SSL HTTP 403.5 - 禁止访问:要求 SSL 128 HTTP 403.6 - 禁止访问:IP 地址被拒绝 HTTP 403.7 - 禁止访问:要求客户证书 HTTP 403.8 - 禁止访问:禁止站点访问 HTTP 403.9 - 禁止访问:连接的用户过多 HTTP 403.10 - 禁止访问:配置无效 HTTP 403.11 - 禁止访问:密码更改 HTTP 403.12 - 禁止访问:映射器拒绝访问 HTTP 403.13 - 禁止访问:客户证书已被吊销 HTTP 403.15 - 禁止访问:客户访问许可过多 HTTP 403.16 - 禁止访问:客户证书不可信或者无效 HTTP 403.17 - 禁止访问:客户证书已经到期或者尚未生效 404——一个404错误表明可连接服务器,但服务器无法取得所请求的网页,请求资源不存在。eg:输入了错误的URL 405——用户在Request-Line字段定义的方法不允许 406——根据用户发送的Accept拖,请求资源不可访问 407——类似401,用户必须首先在代理服务器上得到授权 408——客户端没有在用户指定的饿时间内完成请求 409——对当前资源状态,请求不能完成 410——服务器上不再有此资源且无进一步的参考地址 411——服务器拒绝用户定义的Content-Length属性请求 412——一个或多个请求头字段在当前请求中错误 413——请求的资源大于服务器允许的大小 414——请求的资源URL长于服务器允许的长度 415——请求资源不支持请求项目格式 416——请求中包含Range请求头字段,在当前请求资源范围内没有range指示值,请求也不包含If-Range请求头字段 417——服务器不满足请求Expect头字段指定的期望值,如果是代理服务器,可能是下一级服务器不能满足请求长。 5**(服务端错误类):服务器不能正确执行一个正确的请求 HTTP 500 - 服务器遇到错误,无法完成请求 HTTP 500.100 - 内部服务器错误 - ASP 错误 HTTP 500-11 服务器关闭 HTTP 500-12 应用程序重新启动 HTTP 500-13 - 服务器太忙 HTTP 500-14 - 应用程序无效 HTTP 500-15 - 不允许请求 global.asa Error 501 - 未实现 HTTP 502 - 网关错误 HTTP 503:由于超载或停机维护,服务器目前无法使用,一段时间后可能恢复正常
解决HTTP无状态的问题,通过Cookies,服务器就可以清楚的知道请求2和请求1来自同一个客户端。
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