HTTP图解

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本节内容

俗话说好的开发,底层知识必须过硬,不然再创新的技术,你也理解不深入,比如python web开发工程师,想要学习任何一个框架,底层都是http和socket,底层抓牢了,学起来会很轻松,所以楼主今天特意写了一篇底层的博客,来源于《HTTP图解》这本书。下载内容在本节末尾,可以自行前去下载观看,比我个人了解得多要全面很多,不过不要忘记点赞哈!!

本文只要内容:

  • 了解web及网络基础
  • 简单的http协议

了解web及网络基础

1、使用http协议访问web

当我们用网页浏览器(web browser)的地址栏中输入URL时,Web页面的呈现过程:

  • 输入URL时,可以看到web页面,即使不了解运作原理,也能看到页面
  • 输入URL后,信息会被送往某处
  • 然后从某处获得的回复,内容就会显示在web页面上

web页面不可能凭空显示出来,根据web浏览器地址栏中指定的URL,web浏览器会从服务器端获取文件资源等信息,从而显示web页面。

像这一套流程就可以称作是客户端(client)向服务端(server)获取服务器资源

web使用一种名为HTTP(HyperText Transfer Protocol),超文本传输协议作为规范,完成从客户端到服务端等一系列运作过程。而协议是指规则的约定。可以理解成,web是建立在HTTP协议上通信的。

2、网络基础TCP/IP

为了了解HTTP,必须的了解TCP/IP协议族。

通常使用的网络实在TCP/IP协议族的基础上运作的。而HTTP就属于他的一个子集。

2.1、TCP/IP 协议族

计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如:如何探测到通信目标、由哪一方先发起通信、使用哪种语言等等好多规则。然而这种规则就是所谓的协议(protocol),你要用我就按照我协议的规则来。常用协议有:tcp,http,ftp,dhcp,dns,ip,pppoe,udp,snmp,icmp等等。

像这样把与互联网关联的协议集合起来总称TCP/IP,TCP/IP实在IP协议通信过程中,使用到的协议族的统称

2.2、TCP/ip的分层管理

TCP/IP协议族重要的一点就是分层。TCP/IP协议族按层次划分分别是:应用层、传输层、网络层和数据链路层。把塔层次化是有好处的。比如:当某个地方需求变更时,就必须吧所有的整体替换掉。而分层之后只需要把变动的层替换掉即可。下面介绍一下每个层次的作用

应用层

应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。比如:ftp,dns服务就是其中的两类。HTTP协议也处于该层。

传输层

传输层对上层应用层,提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。在传输层有两个性质不同的协议:TCP和UDP。

网络层

网络层用来处理网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小单位。该层规定了通过怎样的路径到达对方计算机,并把数据包发送给对方。

链路层

用来处理链接网络的硬件部分。包括操作系统、硬件的设备驱动、网卡及光纤等物理可见部分。

2.3、TCP/IP通信传输流

比如说我想看百度网页:流程如下:

  • 客户端在应用层发出一个想看某个WEB页面的HTTP请求的时候;
  • 接着为了传输方便,在传输层把应用层收到的数据进行分割,并在各个报文上打上标记序号及端口号后转发给网络层;
  • 在网络层增加作为通信目的的MAC地址后转发给链路层,这样一来发送网络的通信请求就准备齐全了;
  • 接收端的服务器在链路层接收到数据,按序往上层发送,一直到应用层;
  • 当传输到应用层,才能算真正接收到由客户端发送过来的HTTP请求了。

发送端在层与层之间传输数据时,每经过一层时必定会打上一个该层的首部信息。接收端没经过一层,会把消去。这种数据信心包装叫做封装。

TCP/IP传输是三次握手,四次断开。一张图搞定一切,哈哈

3、URI和URL

URI用字符串标示某一互联网资源,而URL表示资源的地点。可见URL是URI的子集。

URI要使用涵盖全部必要信息的URI、绝对URL以及相对URL。相对URL是指从浏览器中基本URI处理的URL,来先看下URI的格式

简单的HTTP协议

1、通信过程

HTTP协议规定,请求从客户端发出,最后服务器端相应该请求并返回。换个意思就是客户端建立通信的,服务器端在没有接收到请求之前不会发送响应。来一个示例:

下面的内容是客户端想服务端发的求求内容

GET / HTTP/1.1
HOST: HACKR.JP

起始行的get表示请求访问服务器的类型,成为方法。随后的字符串指明了请求访问的资源对象,也叫请求URL,后面是版本号,用来提示客户端使用的HTTP协议功能

总结:请求报文是由请求方法、请求URL、协议版本、可选的气你去头和内容实体构成的。

接下来服务器端接收到请求,会将请求内容的处理结果以相应的形式返回。

HTTP /1.1 200 OK
Date:Tue,10 JUL 2016 10:50:20 GMT
Content-length:398
Content-Type:text/html

来用图片详细讲解一下:

2、HTTP是不保存状态的协议

HTTP是一种不报错状态,即无状态协议。http协议自身不对请求和相应之间的通信状态进行保存,也就是说在HTTP这个级别,协议对于发送过得请求和响应不做持久化处理。

使用HTTP协议,每当有新的请求发送时,就会有对应的新响应产生。协议本事并不保留之前的请求或响应报文的信息。这是为了处理大量事务,确保协议的课伸缩性,而特意吧HTTP协议设计成如此简单的。但是也存在弊端,当业务处理变得棘手的情况多了,比如用户登录一家网站,即使他跳转到别的页面后,也需要保持登录状态,然而cookie就诞生了。有了cookie再用http协议通信,就可以管理状态了。

3、HTTP方法

3.1、GET获取资源

get方法是用来请求访问已被URL识别的资源。指定的资源经服务端解析后返回响应内容。也就是说,请求的资源是文本,那就保持原样返回;如果像cgi那样的程序,则返回经过执行后的输出结果

使用get方法的请求响应的例子:

3.2、POST传输实体主体

post方法用来传输实体的主体。虽然用get方法也可以传输实体的主体,但是一般不用get方法进行传输,而是用post方法。虽说post的功能与get很相似,但是post的主要目的并不是获取相应的主体内容。

使用post方法请求的例子:

3.3、PUT传输文件

put方法用来传输文件,就像FTP协议的文件上传一样,要求在请求报文的主体中包含文件内容,然后保存到请求url指定的位置。由于put的方法不带验证机制,任何人都可以上传文件,存在安全性问题,因此一般的web网站不适用该方法。

使用put方法请求的例子:

3.4、head获取报文首部

head和get方法一样,只是不返回报文主体部分,用于确认url的有效性及资源更新的日期时间等。

使用head方法请求的例子:

3.5、DELETE删除文件

delete方法用来删除文件,是与put相反的方法,delete方法按照请求url删除指定的资源。其本质和put方法一样不带验证机制,所以不适用delete方法。

使用delete方法请求的例子:

下面列举一些方法:其中link和unlink已被HTTP/1.1废弃 ,不在支持

 4、持久化

当频繁访问web网页的时候,每次都要进行TCP/IP通信,tcp/ip通信三次握手四次断开,代价是很昂贵的,增加了通信量的开销,为解决上述TCP连接的问题,HTTP就诞生了持久连接的方法。特点是只要任意一端没有明确提出断开连接,则保持TCP连接状态

持久化连接减少了TCP连接的重复建立和断开所造成的额外开销,减轻了服务端的负载。另外,减少开销的那部分时间,使HTTP请求和响应能够更早的结束,这样web页面的显示速度也就相应的提高了。

5、使用cookie的状态管理

cookie技术通过在请求和相应报文中写入cookie信息来控制客户端的状态。cookie会根据从服务端发送的相应报文内的一个叫做set-cookie的首部字段信息,通知客户端保存cookie。当下次客户端再往服务器发送请求的时候,客户端会自动在请求头加入cookie值后发送出去。下面带图分析下过程

  • 没有cookie状态下的请求

  • 第二次以后(存有cookie信息状态)的请求

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