协议森林15 先生，要点单吗? (HTTP协议概览)

作者：Vamei 出处：http://www.cnblogs.com/vamei 严禁任何形式转载。

我在TCP流通信中说明了，TCP协议实现了数据流的传输。然而，人们更加习惯以文件为单位传输资源，比如文本文件，图像文件，超文本文档(hypertext document)。

*** 超文本文档中包含有超链接，指向其他的资源。超文本文档是万维网(World Wide Web，即www)的基础。

HTTP协议解决文件传输的问题。HTTP是应用层协议，主要建立在TCP协议之上(偶尔也可以UDP为底层)。它随着万维网的发展而流行。HTTP协议目的是，如何在万维网的网络环境下，更好的利用TCP协议，以实现文件，特别是超文本文件的传输。

早期的HTTP协议主要传输静态文件，即真实存储在服务器上的文件。随着万维网的发展，HTTP协议被用于传输“动态文件”，服务器上的程序根据HTTP请求即时生成的动态文件。我们将HTTP的传输对象统称为资源(resource)。

点单

HTTP实现了资源的订购和传送。其工作方式类似于快餐点单。

1. 请求(request): 顾客向服务员提出请求：“来个鸡腿汉堡”。
2. 回复(response):服务员根据情况，回应顾客的请求

根据情况的不同，服务员的回应可能有很多，比如:

• 服务员准备鸡腿汉堡，将鸡腿汉堡交给顾客。（一切OK）
• 服务员发现自己只是个甜品站。他让顾客前往正式柜台点单。（重新定向）
• 服务员告诉顾客鸡腿汉堡没有了。(无法找到)

交易结束后，服务员就将刚才的交易抛到脑后，准备服务下一位顾客。

下面来看一下HTTP是如何具体实现的。

格式

HTTP协议的通信是一次request-responce交流。客户端(guest)向服务器发出请求(request)，服务器(server)回复(response)客户端。

HTTP协议规定了请求和回复的格式:

起始行 (start line)
头信息 (headers)

主体(entity body)

起始行只有一行。它包含了请求/回复最重要的信息。请求的起始行表示(顾客)“想要什么”。回复的起始行表示(后厨)“发生什么”。

头信息可以有多行。每一行是一对键值对(key-value pair)，比如:

Content-type: text/plain 

它表示，包含有一个名为Content-type的参数，该参数的值为text/plain。头信息是对起始行的补充。请求的头信息对服务器有指导意义 (好像在菜单上注明: 鸡腿不要辣)。回复的头信息则是提示客户端（比如，在盒子上注明: 小心烫）

主体部分包含了具体的资源。上图的请求中并没有主体，因为我们只是在下单，而不用管后厨送什么东西 (请求是可以有主体内容的)。回复中包含的主体是一段文本文字(Hello World!)。这段文本文字正是顾客所期待的，鸡腿汉堡。

请求

我们深入一些细节。先来看一下请求:

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com

在起始行中，有三段信息:

• GET 方法。用于说明想要服务器执行的操作。
• /index.html 资源的路径。这里指向服务器上的index.html文件。
• HTTP/1.1 协议的版本。HTTP第一个广泛使用的版本是1.0，当前版本为1.1。

早期的HTTP协议只有GET方法。遵从HTTP协议，服务器接收到GET请求后，会将特定资源传送给客户。这类似于客户点单，并获得汉堡的过程。使用GET方法时，是客户向服务器索取资源，所以请求往往没有主体部分。

GET方法也可以用于传输一些不重要的数据。它是通过改写URL的方式实现的。GET的数据利用URL?变量名＝变量值的方法传输。比如向http://127.0.0.1发送一个变量“q”，它的值为“a”。那么，实际的URL为http://127.0.0.1?q=a。服务器收到请求后，就可以知道"q"的值为"a"。

GET方法之外，最常用的是POST方法。它用于从客户端向服务器提交数据。使用POST方法时，URL不再被改写。数据位于http请求的主体。POST方法最用于提交HTML的form数据。服务器往往会对POST方法提交的数据进行一定的处理，比如存入服务器数据库。

样例请求中有一行头信息。该头信息的名字是Host。HTTP的请求必须有Host头信息，用于说明服务器的地址和端口。HTTP协议的默认端口是80，如果在HOST中没有说明端口，那么将默认采取该端口。在该例子中，服务器的域名为www.example.com，端口为80。域名将通过DNS服务器转换为IP地址，从而确定服务器在互联网上的地址。

(参看IP地址与TCP端口)

回复

服务器在接收到请求之后，会根据程序，生成对应于该请求的回复，比如:

HTTP/1.1 200 OK
Content-type: text/plain
Content-length: 12

Hello World!

回复的起始行同样包含三段信息

• HTTP/1.1 协议版本
• 200 状态码(status code)。
• OK 状态描述

OK是对状态码200的文字描述，它只是为了便于人类的阅读。电脑只关心三位的状态码(status code)，即这里的200。200表示一切OK，资源正常返回。状态码代表了服务器回应动作的类型。

其它常见的状态码还有:

• 302，重新定向(redirect): 我这里没有你想要的资源，但我知道另一个地方xxx有，你可以去那里找。
• 404，无法找到(not found): 我找不到你想要的资源，无能为力。

(重新定向时，客户端可以根据302的建议前往xxx寻找资源，也可以忽略该建议。)

Content-type说明了主体所包含的资源的类型。根据类型的不同，客户端可以启动不同的处理程序(比如显示图像文件，播放声音文件等等)。下面是一些常见的资源

• text/plain 普通文本
• text/html HTML文本
• image/jpeg jpeg图片
• image/gif gif图片

Content-length说明了主体部分的长度，以字节(byte)为单位。

回应的主体部分为一段普通文本，即

Hello World!

无状态

根据早期的HTTP协议，每次request-reponse时，都要重新建立TCP连接。TCP连接每次都重新建立，所以服务器无法知道上次请求和本次请求是否来自于同一个客户端。因此，HTTP通信是无状态(stateless)的。服务器认为每次请求都是一个全新的请求，无论该请求是否来自同一地址。

想象高级餐厅和快餐店。高级餐厅会知道客人所在的位置，如果新增点单，那么服务员知道这和上一单同一桌。而在快餐店中，不好意思，服务员并不记录客人的特征。想再次点单？请重新排队……

随着HTTP协议的发展，HTTP协议允许TCP连接复用，以节省建立连接所耗费的时间。但HTTP协议依然保持无状态的特性。

总结

HTTP协议实现了万维网上的资源传输，采用request-response的工作方式。

GET， POST

无状态

欢迎继续阅读“协议森林”系列