（轉）HTTP 協議簡介

1、TCP/IP 協議介紹

　　在介紹 HTTP 協議以前，先簡單說一下TCP/IP協議的相關內容。TCP/IP協議是分層的，從底層至應用層分別爲：物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層，以下圖所示：

 

 

 

　　從應用層至物理層，數據是一層層封裝，封裝的方式通常都是在原有數據的前面加一個數據控制頭，數據封裝格式以下：

 

 

　　其中，對於TCP傳輸協議，客戶端在於服務器創建鏈接前須要通過TCP三層握手，過程以下：

 

 

2、HTTP協議

2.1　簡介

　　超文本傳輸協議（Hypertext Transfer Protocol，簡稱HTTP）是應用層協議，自 1990 年起，HTTP 就已經被應用於 WWW 全球信息服務系統。
　　HTTP 是一種請求/響應式的協議。一個客戶機與服務器創建鏈接後，發送一個請求給服務器；服務器接到請求後，給予相應的響應信息。
　　HTTP 的初版本 HTTP/0.9是一種簡單的用於網絡間原始數據傳輸的協議；
　　HTTP/1.0由 RFC 1945 定義 ，在原 HTTP/0.9 的基礎上，有了進一步的改進，容許消息以類 MIME 信息格式存　在，包括請求/響應範式中的已傳輸數據和修飾符等方面的信息；
　　HTTP/1.1(RFC2616) 的要求更加嚴格以確保服務的可靠性，加強了在HTTP/1.0 沒有充分考慮到分層代理服務器、高速緩衝存儲器、持久鏈接需求或虛擬主機等方面的效能；
　　安全加強版的 HTTP （即S-HTTP或HTTPS），則是HTTP協議與安全套接口層(SSL)的結合，使HTTP的協議數據在傳輸過程當中更加安全。

 

2.2　協議結構

　　HTTP協議格式也比較簡單，格式以下：

 

 

2.3　HTTP 協議舉例

　　下面是一個HTTP請求及響應的例子：

 

2.4　請求頭格式

a) 通用頭(general-header)：
Cache-Control：客戶端但願服務端如何緩存本身的請求數據，如"Cache-Control: no-cache"，"Cache-Control: max-age=0"；
Connection：客戶端是否但願與服務端之間保持長鏈接，如"Connection: close", "Connection: keep-alive"；
Date：只有當請求方法爲POST或PUT方法時客戶端纔可能會有些字段；
Pragma：包含了客戶端一些特殊請求信息，如 "Pragma: no-cache" 客戶端但願代理或應用服務器不該緩存與該請求相關的結果數據；
Via：通常用在代理網關嚮應用服務器發送的請求頭中，代表該來自客戶端的請求通過了網關代理，
     格式爲："Via: 請求協議版本  網關標識   [其它信息] "，
     如 ：" Via: 1.1  webcache_250_199.hexun.com:80 (squid)"

 

b) 請求頭(request-header)：
Accept： 代表客戶同端可接受的請求迴應的媒體類型範圍列表。星號「*」用於按範圍將類型分組，用「*/*」指示可接受所有類型；用「type/*」指示可接受 type類型的全部子類型，如「 Accept: image/gif, image/jpeg, */*」；
Accept-Charset：客戶端所能識別的字符集編碼格式，格式：「Accept-Charset: 字符集1[:權重]，字符集2[:權重]」，如：「 Accept-Charset: iso-8859-5, unicode-1-1;q=0.8」；
Accept-Language：客戶端所能識別的語言，格式：「Accept-Language: 語言1[:權重]，語言2[:權重]」，如：」 Accept-Language: zh, en;q=0.7」；
Host：客戶請求的主機域名或主機IP，格式：「Host: 域名或IP[:端口號]」，如：「Host: www.hexun.com:80「，請求行中如有HTTP/1.1則必須有該請求頭；
User-Agent：代表用戶所使用的瀏覽器標識，主要用於統計的目的；
Referer：指明該請求是從哪一個關聯鏈接而來；

Accept-Encoding：客戶端所能識別的編碼壓縮格式，如：「Accept-Encoding: gzip, deflate」；
If- Modified-Since：該字段與客戶端緩存相關，客戶端所訪問的URL自該指定日期以來在服務端是否被修改過，若是修改過則服務端返回新的修改後 的信息，若是未修改過則服務器返回304代表此請求所指URL不曾修改過，如：「If-Modified-Since: Fri, 2 Sep 2006 19:37:36 GMT」；
If-None-Match：該字段與客戶端緩存相關，客戶端發送URL請求的同時發送該字段及標識，如 果服務端的標識與客戶端的標識一致，則返回304代表此URL未修改過，若是不一致則服務端返回完整的數據信息，如：「If-None-Match: 0f0a893aad8c61:253, 0f0a893aad8c61:252, 0f0a893aad8c61:251」；
Cookie：爲擴展字段，存儲於客戶端，向同一域名的服務端發送屬於該域的cookie，如：「Cookie: MailUserName=whouse」；

 

c) 實體頭(entity-header): (此類頭存在時要求有數據體)
Content-Encoding：客戶端所能識別的編碼壓縮格式，如：「Content-Encoding: gzip, deflate」；
Content-Length：客戶端以POST方法上傳數據時數據體部分的內容長度，如：「 Content-Length: 24」；
Content- Type：客戶端發送的數據體的內容類型，如：「Content-Type: application/x-www-form-urlencoded」爲以普通的POST方法發送的數據；「Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------5169208281820」，則代表數據體由多部分組成，分隔符爲 「-----------------------------5169208281820」；

 

2.5）響應格式

a) 通用頭(general-header)：
Cache- Control：服務端要求中間代理及客戶端如何緩存本身響應的數據，如「Cache-Control: no-cache」，如：「Cache-Control: private」 不但願被緩存，「Cache-Control: public」 能夠被緩存；
Connection：服務端是否但願與客戶端之間保持長鏈接，如「Connection: close」, 「Connection: keep-alive」；
Date：只有當請求方法爲POST或PUT方法時客戶端纔可能會有些字段；
Pragma：包含了服務端一些特殊響應信息，如 「Pragma: no-cache」 服務端但願代理或客戶端不該緩存結果數據；
Transfer-Encoding：服務端向客戶端傳輸數據所採用的傳輸模式(僅在HTTP1.1中出現)，如：「Transfer-Encoding: chunked」，注：該字段的優先級要高於「Content-Length」　字段的優先級；

 

b）響應頭(response-header)：
Accept-Ranges：代表服務端接收的數據單位，如：「Accept-Ranges: bytes」, ；
Location：服務端向客戶端返回此信息以使客戶端進行重定向，如：「Location: http://www.hexun.com」；
Server：服務端返回的用於標識本身的一些信息，如：「 Server: Microsoft-IIS/6.0」；
ETag：服務端返回的響應數據的標識字段，客戶端可根據此字段的值向服務器發送某URL是否更新的信息；

 

c）實體頭(entity-header): (此類頭存在時要求有數據體)
Content-Encoding：服務端所響應數據的編碼格式，如：「Content-Encoding: gzip」；
Content-Length：服務端所返回數據的數據體部分的內容長度，如：「 Content-Length: 24」；
Content-Type：服務端所返回的數據體的內容類型，如：「Content-Type: text/html; charset=gb2312」 ；
Set-Cookie：服務端返回給客戶端的cookie數據，如：「 Set-Cookie: ASP.NET_SessionId=icnh2ku2dqlmkciyobgvzl55; path=/」

 

2.6）服務器返回狀態碼

1xx：代表服務端接收了客戶端請求，客戶端繼續發送請求；
2xx：客戶端發送的請求被服務端成功接收併成功進行了處理；
3xx：服務端給客戶端返回用於重定向的信息；
4xx：客戶端的請求有非法內容；
5xx：服務端未能正常處理客戶端的請求而出現意外錯誤。

 

舉例：

「100」  ; 服務端但願客戶端繼續；
「200」  ; 服務端成功接收並處理了客戶端的請求；
「301」  ; 客戶端所請求的URL已經移走，須要客戶端重定向到其它的URL；
「304」  ; 客戶端所請求的URL未發生變化；
「400」  ; 客戶端請求錯誤；
「403」  ; 客戶端請求被服務端所禁止；
「404」  ; 客戶端所請求的URL在服務端不存在；
「500」  ; 服務端在處理客戶端請求時出現異常；
「501」  ; 服務端未實現客戶端請求的方法或內容；
「502」  ; 此爲中間代理返回給客戶端的出錯信息，代表服務端返回給代理時出錯；
「503」  ; 服務端因爲負載太高或其它錯誤而沒法正常響應客戶端請求；
「504」  ; 此爲中間代理返回給客戶端的出錯信息，代表代理鏈接服務端出現超時。

 

2.7）chunked 傳輸

　 　編碼使用若干個Chunk組成，由一個標明長度爲0的chunk結束，每一個Chunk有兩部分組成，第一部分是該Chunk的長度(以十六進制表示)和 長度單位（通常不寫），第二部分就是指定長度的內容，每一個部分用CRLF隔開。在最後一個長度爲0的Chunk中的內容是稱爲footer的內容，是一些 沒有寫的頭部內容。另外，在HTTP頭裏必須含有：」 Transfer-Encoding: chunked」 通用頭字段。格式以下：

 

2.8）HTTP 請求方法

GET、POST、HEAD、CONNECT、PUT、DELETE、TRACE、OPTIONS

 

2.9）HTTP 斷點續傳

a）HTTP 請求頭

格式：Range: bytes={range_from}-{range_to}

該頭表示從後端 HTTP 服務器取數據，開始偏移位置爲 {range_from}，結束偏移位置爲 {range_to}，其中偏移位置下標從 0 開始；若是省略了 {range_to} 則表示從指定的開始位置 {range_from} 至數據結尾。

如：Range: bytes=1024-2048  其表示讀取從偏移位置 1024 至 2028 的數據，而 Range: bytes=1024- 則表示讀取從偏移位置 1024 至數據結尾的數據。

b）HTTP 響應頭

格式：Content-Range: bytes {range_from}-{range_to}/{total_length}

其中 {range_from} 和 {range_to} 分別表明當前從服務端返回的數據的起始偏移位置（下標從 0 開始），這是一個雙向閉區間範圍，而 total_length 則指定了整個數據的總長度，此時 HTTP 響應頭中的 Content-Length 若是存在，則其值表示當前返回的數據塊（由 {range_from} 和 {range_to} 指定的數據區間）的長度。該長度內的數據包括 {range_from} 和 {range_to} 兩個位置的數據。

 

3.0）舉例

a）GET請求

GET http://photo.test.com/inc/global.js HTTP/1.1
Host: photo.test.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.7,zh;q=0.3
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Proxy-Connection: keep-alive
Cookie: ASP.NET_SessionId=ey5drq45lsomio55hoydzc45
Cache-Control: max-age=0

 

b）POST請求

POST / HTTP/1.1
Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */*
Accept-Language: zh-cn
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Accept-Encoding: gzip, deflate
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.0)
Host: www.test.com
Content-Length: 24
Connection: Keep-Alive
Cache-Control: no-cache

name=value&submitsubmit=submit

 

c）經過HTTP代理髮送GET請求

GET http://mail.test.com/ HTTP/1.1
Host: mail.test.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.7,zh;q=0.3
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Proxy-Connection: keep-alive

 

d）POST方式上傳文件

POST http://www.test.comt/upload_attach?uidl=%3C HTTP/1.1
Host: www.test.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.7,zh;q=0.3
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------5169208281820
Content-Length: 449

-----------------------------5169208281820
Content-Disposition: form-data; name="file_1"; filename=""
Content-Type: application/octet-stream


-----------------------------5169208281820
Content-Disposition: form-data; name="file_0"; filename="test.txt"
Content-Type: text/plain

hello world!

-----------------------------5169208281820
Content-Disposition: form-data; name="oper"

upload
-----------------------------5169208281820--

 

e）CONNECT舉例

CONNECT mail.test.com:80 HTTP/1.1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Proxy-Connection: keep-alive
Host: mail.test.com:80

 

3.1）在終端以 telnet 方式測試

a）打開回顯功能（針對windows)
　 Windows 2000：進入DOS模式->輸入 telnet->set LOCAL_ECHO->退出：quit->telnet ip 80
　 Windows xp：進入DOS模式->輸入telnet->set local echo->open ip 80
b) 按HTTP協議格式輸入GET請求、HEAD請求、POST請求。

 

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參考：

        文章 《用C++實現相似於JAVA HttpServlet 的編程接口》 給出了 acl_cpp 庫中提供的 WEB 編程示例。

        文章 《使用 acl_cpp 的 HttpServlet 類及 google 的 ctemplate 庫編寫 WEB 應用》 給出了使用 acl _cpp 的 WEB 庫及 google 的頁面模板庫的例子。

        文章 《web 編程中實現文件上傳的服務端實例》 給出了使用 acl_cpp 的 WEB 庫實現處理 HTTP 文件上傳的例子。

        文章 《使用 acl_cpp 的 HttpServlet 類及服務器框架編寫WEB服務器程序》  給出了使用 acl 服務器框架的 WEB 應用實例 。

        文章 《使用 acl 庫開發一個 HTTP 下載客戶端》 給出了利用 acl 庫寫的 HTTP 下載客戶端。

        文章 《使用 acl 較爲底層的 HTTP 協議庫寫 HTTP 下載客戶端舉例》 給出另外一種 HTTP 客戶端下載的例子。