# 12.HTTP协议

## 12.HTTP协议

### 1. HTTP协议介绍

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于在客户端（通常是浏览器）和服务器之间传输超文本（如HTML）的应用层协议。它是无状态的、面向请求-响应的协议，基于TCP/IP传输。

HTTP有不同版本号，不同版本号区别如下

* HTTP0.9：仅支持GET方法，仅能访问HTML格式的资源
* HTTP1.0：增加POST和HEAD方法，MIME支持多种数据格式，开始支持Cache，支持tcp短连接
* HTTP1.1：支持持久连接（长连接），一个TCP连接允许多个请求，新增PUT、PATCH、DELETE等
* HTTP2.0：性能大幅提升，新的二进制格式，多路复用，header压缩，服务端推送。

### 2. HTTP工作原理

HTTP的工作过程可以总结为以下几个步骤：

1. **建立连接：**
   客户端（如浏览器）与服务器之间通过TCP三次握手建立连接。
2. **发送请求：**
   客户端向服务器(Apache、Nginx、IIS服务器)发送HTTP请求报文，请求资源或操作。
3. **服务器处理请求：**
   HTTP服务器接收到请求后，处理请求并生成响应。
4. **返回响应：**
   服务器将响应报文返回给客户端。
5. **断开连接：**
   通常在响应完成后关闭TCP连接（HTTP/1.0默认短连接，HTTP/1.1支持长连接）。

### 3. URL与URI

#### 3.1 URI（Uniform Resource Identifier）

URI是统一资源标识符，用于标识互联网上的资源。URI分为两种

- **URL（Uniform Resource Locator）：** 统一资源定位符，用于描述资源的地址。

- **URN（Uniform Resource Name）：** 统一资源名称，用于标识资源的名称，不依赖物理位置

#### 3.2 URL（Uniform Resource Locator

HTTP使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。URL是一种特殊类型的URI，包含了用于查找某个资源的足够的信息

URL,全称是UniformResourceLocator, 中文叫统一资源定位符,是互联网上用来标识某一处资源的地址。以下面这个URL为例，介绍下普通URL的各部分组成：

```plain
http://iproute.cn:80/news/search?keyword=123&enc=utf8#name=321
```

从上面的URL可以看出，一个完整的URL包括以下几部分：

1. **协议部分：**该URL的协议部分为“http：”，这代表网页使用的是HTTP协议。在Internet中可以使用多种协议，如HTTP，FTP等等本例中使用的是HTTP协议。在"HTTP"后面的“//”为分隔符
2. **域名(主机)部分：**该URL的域名部分为“iproute.cn”。一个URL中，也可以使用IP地址作为域名使用
3. **端口部分：**跟在域名后面的是端口，域名和端口之间使用“:”作为分隔符。端口不是一个URL必须的部分，如果省略端口部分，将采用默认端口
4. **虚拟目录部分：**从域名后的第一个“/”开始到最后一个“/”为止，是虚拟目录部分。虚拟目录也不是一个URL必须的部分。本例中的虚拟目录是“/news/”
5. **文件名部分：**从域名后的最后一个“/”开始到“？”为止，是文件名部分，如果没有“?”,则是从域名后的最后一个“/”开始到“#”为止，是文件部分，如果没有“？”和“#”，那么从域名后的最后一个“/”开始到结束，都是文件名部分。本例中的文件名是“search”。文件名部分也不是一个URL必须的部分，如果省略该部分，则使用默认的文件名
6. **参数部分：**从“？”开始到“#”为止之间的部分为参数部分，又称搜索部分、查询部分。本例中的参数部分为“keyword=123&enc=utf8”。参数可以允许有多个参数，参数与参数之间用“&”作为分隔符。
7. **锚部分：**从“#”开始到最后，都是锚部分。本例中的锚部分是“name”。锚部分也不是一个URL必须的部分

### 4. HTTP注意事项

1. HTTP是无连接：无连接的含义是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。
2. HTTP是媒体独立的：这意味着，只要客户端和服务器知道如何处理的数据内容，任何类型的数据都可以通过HTTP发送。客户端以及服务器指定使用适合的MIME-type内容类型。
3. HTTP是无状态：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。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

### 5. HTTP 消息结构

* HTTP是基于客户端/服务端（C/S）的架构模型，通过一个可靠的链接来交换信息，是一个无状态的请求/响应协议。
* 一个HTTP"客户端"是一个应用程序（Web浏览器或其他任何客户端），通过连接到服务器达到向服务器发送一个或多个HTTP的请求的目的。
* 一个HTTP"服务器"同样也是一个应用程序（通常是一个Web服务，如Apache Web服务器或IIS服务器等），通过接收客户端的请求并向客户端发送HTTP响应数据。
* HTTP使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。
* HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文，下面是一个HTTP响应示例

![img](12.HTTP协议/Go4zQyQGEC20GILn.png!thumbnail)

#### 5.1 HTTP请求头部

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：

![img](12.HTTP协议/kRY1HYc5wuGHTvoh.png!thumbnail)

![img](12.HTTP协议/cRIMczDoDQ2FyfDS.png!thumbnail)

* 使用burpsuit抓包如下

  * GET请求案例

  ```
  GET / HTTP/1.1
  Host: iproute.cn
  User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:18.0) Gecko/20100101 Firefox/18.0
  Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
  Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.8,en-us;q=0.5,en;q=0.3
  Accept-Encoding: gzip, deflate
  Connection: close
  ```

  * POST请求

  ```
  POST / HTTP/1.1
  Host: d2.s.iproute.cn
  User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:18.0) Gecko/20100101 Firefox/18.0
  Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
  Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.8,en-us;q=0.5,en;q=0.3
  Accept-Encoding: gzip, deflate
  Referer: http://d2.s.iproute.cn/
  Connection: close
  Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
  Content-Length: 27
  
  m_name=admin&m_pwd=admin888
  ```

#### 5.2 常见http请求报文头部属性

* Accpet
  * 告诉服务端,客户端接收什么类型的响应
* Referer
  * 表示这是请求是从哪个URL进来的,比如想在网上购物,但是不知道选择哪家电商平台,你就去问百度,说哪家电商的东西便宜啊,然后一堆东西弹出在你面前,第一给就是某宝,当你从这里进入某宝的时候,这个请求报文的Referer就是[www.baidu.com](http://www.baidu.com)
* Cache-Control
  * 对缓存进行控制,如一个请求希望响应的内容在客户端缓存一年,或不被缓可以通过这个报文头设置
* Accept-Encoding
  * 这个属性是用来告诉服务器能接受什么编码格式,包括字符编码,压缩形式(一般都是压缩形式)
  * 例如:Accept-Encoding:gzip, deflate(这两种都是压缩格式)
* Host
  * 指定要请求的资源所在的主机和端口
* User-Agent
  * 告诉服务器，客户端使用的操作系统、浏览器版本和名称
* 更多的头部属性可以参见脚本之家提供的http请求头部大全
  * [http://tools.jb51.net/table/http_header](http://tools.jb51.net/table/http_header)

#### 5.3 HTTP响应头部

服务的相应信息格式如下：

![img](12.HTTP协议/hWKtBTOPMwy2lKuo.png!thumbnail)

![img](12.HTTP协议/qoHksWquM1MQnvzi.png!thumbnail)

* 使用burpsuit抓包如下

```plain
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Sun, 02 May 2021 00:27:06 GMT
Content-Type: text/html
Last-Modified: Wed, 05 Aug 2020 11:25:56 GMT
Connection: close
Vary: Accept-Encoding
ETag: W/"5f2a9744-aff7"
Strict-Transport-Security: max-age=31536000
Content-Length: 45047
<h1>hello world</h1>
```

#### 5.4 POST和GET请求方法区别

* 提交的过程
  * GET提交，请求的数据会附在URL之后（就是把数据放置在HTTP协议头中），以?分割URL和传输数据，多个参数用&连接
  * POST提交：把提交的数据放置在是HTTP包的包体中
* 传输数据的大小
  * 首先声明：HTTP协议没有对传输的数据大小进行限制，HTTP协议规范也没有对URL长度进行限制
  * GET提交，特定浏览器和服务器对URL长度有限制
  * POST提交，由于不是通过URL传值，理论上数据不受限
* 安全性
  * POST的安全性要比GET的安全性高
  * 登录页面有可能被浏览器缓存，而缓存的是URL
  * 其他人查看浏览器的历史纪录，那么别人就可以拿到你的账号和密码了
  * 使用GET提交数据还可能会造成Cross-site request forgery攻击

#### 5.5 常见http响应报文头部属性

* Cache-Control
  * 响应输出到客户端后,服务端通过该属性告诉客户端该怎么控制响应内容的缓存
* ETag
  * 表示你请求资源的版本,如果该资源发生啦变化,那么这个属性也会跟着变
* Location
  * 在重定向中或者创建新资源时使用
* Set-Cookie
  * 服务端可以设置客户端的cookie
* 更多的头部属性可以参见脚本之家提供的http请求头部大全
  * [http://tools.jb51.net/table/http_header](http://tools.jb51.net/table/http_header)

### 6. HTTP状态码

* 状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:
  * 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
* 常见状态码

```xml
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
```

* 更多状态码属性可以参见脚本之家提供的状态码大全
  * [http://tools.jb51.net/table/http_status_code](http://tools.jb51.net/table/http_status_code)

### 7. HTTP请求方法

根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。

HTTP1.0定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。

HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

* GET     请求指定的页面信息，并返回实体主体。
* HEAD     类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
* POST     向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
* PUT     从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
* DELETE      请求服务器删除指定的页面。
* CONNECT     HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
* OPTIONS     允许客户端查看服务器的性能。
* TRACE     回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
* 更多http请求方法可以参见脚本之家提供的http请求方法大全
  * [http://tools.jb51.net/table/http_request_method](http://tools.jb51.net/table/http_request_method)

### 8. HTTP工作原理

在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：

1. 浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;
2. 解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立TCP连接;
3. 浏览器发出读取文件(URL 中域名后面部分对应的文件)的HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;
4. 服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器;
5. 释放 TCP连接;
6. 浏览器将该 html 文本并显示内容;

### 9. 长连接与短连接

HTTP1.1规定了默认保持长连接（HTTP persistent connection ，也有翻译为持久连接），数据传输完成了保持TCP连接不断开（不发RST包、不四次握手），等待在同域名下继续用这个通道传输数据；相反的就是短连接。

在实际使用中，HTTP头部有了Keep-Alive这个值并不代表一定会使用长连接，客户端和服务器端都可以无视这个值，也就是不按标准来。毕竟TCP是一个双向连接的协议，双方都可以决定是不是主动断开。

客户端的长连接不可能无限期的拿着，会有一个超时时间，服务器有时候会告诉客户端超时时间。下图中的Keep-Alive: timeout=20，表示这个TCP通道可以保持20秒

![img](12.HTTP协议/AhJjalIMlDNIvSjd.png!thumbnail)

### 10. python实现http协议

```python
import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 80))
sk.listen()
print("Web服务器正在监听中：127.0.0.1")
while True:
    conn, addr = sk.accept()
    data = conn.recv(8096)
    print("请求报文：\n",data)
    conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
    conn.send(b"<h1>OK</h1>")
    conn.close()
```

#### 10.1 根据不同的路径返回不同的内容

```python
import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1",80))
sk.listen()
print("Web服务器正在监听中：127.0.0.1")
while True:
    conn, addr = sk.accept()
    data = conn.recv(8096)
    print("请求报文：\n", data)
    ret = str(data,encoding='utf-8')
    url = ret.split()[1]
    conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
    if url == '/home':
        respone = b"<h1>in home</h1>"
    elif url == '/index':
        respone = b"<h1>in index</h1>"
    else:
        respone = b"<h1>404 not found!</h1>"
    conn.send(respone)
    conn.close()
```