这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 11 天

网络基础之HTTP协议

一、什么是HTTP协议

超文本传输协议（英语：HyperText Transfer Protocol，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，是因特网上应用最为广泛的一种网络传输协议，所有的 WWW 文件都必须遵守这个标准。HTTP是一种请求/应答协议。客户的浏览器一般通过TCP的80号端口向web服务器发送对某一页面的请求信息，web服务器接收该请求，并给客户返回其指定的页面作应答。

二、认识URL

URL全称Uniform Resource Locator，即统一资源定位符

URL的完整格式由以下几部分组成

protocol://hostname[:port]/path[?query][#fragment]

protocol：网络传输协议，一般有http、https、file、ftp
hostname：主机域名，即IP地址
port：端口号，取值范围在0~65535
path：路由地址，一般用来表示主机上的一个目录或文件地址
query：查询字符串，从？到#，参数与参数之间用&分隔
fragment：片段标识符，是#后的name

urlencode和urldecode

URL编码，将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY格式

如上图，“+”被转义成了“%2B”

urldecode就是urlencode的逆过程

三、HTTP工作原理

客户端连接到Web服务器一个HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接
发送HTTP请求通过TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成
服务器接受请求并返回HTTP响应 Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成
释放连接TCP连接若connection 模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接;若connection 模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求
客户端浏览器解析HTML内容客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示

四、HTTP格式

HTTP请求格式

首行: [方法] + [url] + [版本]
Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\n分隔;遇到空行表示Header部分结束
Body: 空行后面的内容都是Body. Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个 Content-Length属性来标识Body的长度

Host ：请求的资源在哪个主机的端口上
Connection：该请求支持长连接
Content-Length：正文内容长度，及Body的长度
Content-Type：数据类型
User-Agent：声明用户的操作系统和浏览器版本信息，就是告诉服务端用什么发送的请求
Accept：发起了请求
Referer：当前页面是从哪个页面跳转过来的
Accept-Encoding：接受的编码
Accept-Language：接受的语言类型
Cookie：用于在客户端存储少量信息，通常用于实现会话（session）功能

HTTP响应格式

五、HTTP方法

其中，最常用的就是post和get方法

GET提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST方法提交的数据没有限制.

六、HTTP状态码

最常见的状态码, 比如 200(OK), 404(Not Found), 403(Forbidden), 302(Redirect, 重定向), 504(Bad Gateway)

上图就是post请求成功的例子

七、最简单的HTTP服务器

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
void Usage()
{
    printf("usage: ./server [ip] [port]\n");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3)
    {
        Usage();
        return 1;
    }
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (fd < 0)
    {
        perror("socket");
        return 1;
    }
    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]));
    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if (ret < 0)
    {
        perror("bind");
        return 1;
    }
    ret = listen(fd, 10);
    if (ret < 0)
    {
        perror("listen");
        return 1;
    }
    for (;;)
    {
        struct sockaddr_in client_addr;
        socklen_t len;
        int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
        if (client_fd < 0)
        {
            perror("accept");
            continue;
        }
        char input_buf[1024 * 10] = {0}; // 用一个足够大的缓冲区直接把数据读完.
        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;
}

编译后，在运行端输入

./test 0 8080 //一定要输入3个参数，最后一个为指定的端口号

然后在网页中输入http://[ip]:[port] （自己的云服务器的公网IP及自己设置的端口号），就可以看到结果

HTTP协议超详解