HTTP协议是如何工作的？原理是什么？

2019-02-24 约 1853 字预计阅读 4 分钟次阅读

HTTP简介

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML 文件, 图片文件, 查询结果等）。

设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。通过HTTP或者HTTPS协议请求的资源由统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers，URI）来标识。

2014年12月，互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis（httpbis）工作小组将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论，于2015年2月17日被批准。HTTP/2标准于2015年5月以RFC 7540正式发表，取代HTTP 1.1成为HTTP的实现标准。

当前常见的而且是使用最多的还是HTTP/1.1，遂本文以讲解HTTP/1.1为主。

网络通信分层

HTTP只是一种交换一些直观信息的协议，但网线里传输的是电平数据（即1和0）。HTTP与硬件之间还有数个流程，其分别遵守相应协议。

从接近应用程序（即浏览器等）到接近硬件的顺序分别有：

HTTP协议——传输应用相关信息
TCP协议——将上层数据封装为字节流，并完成链接建立的确认
IP协议——物理层寻址
串行——物理层实质传输信号

然后就到网线了

HTTP协议

HTTP是基于客户端/服务端（C/S）的架构模型，也就是说，有一台电脑是服务器（如网站一端），一个是客户端（即浏览器）。

HTTP协议负责把数据（如网页文字信息，图片二进制数据）封装。它会加入其他的网络用的控制信息等等。

HTTP的一次数据包含：

数据行
头部
数据实体

HTTP头

GET /hello.txt HTTP/1.1
User-Agent: curl/7.16.3 libcurl/7.16.3 OpenSSL/0.9.7l zlib/1.2.3
Host: www.example.com
Accept-Language: en, mi

如上是一段真实的HTTP请求（客户端->服务器）数据头。

HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 27 Jul 2009 12:28:53 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Wed, 22 Jul 2009 19:15:56 GMT
ETag: "34aa387-d-1568eb00"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 51
Vary: Accept-Encoding
Content-Type: text/plain

如上是一段真实的HTTP响应（服务器->客户端）数据头。

数据行

两个头部的第一行就是数据行。由空格分为三段式，请求数据分别对应请求方法、请求URI、协议，相应数据分别对应着协议、状态码、状态信息

协议

不重要的，现行广泛的是HTTP/1.1，新出的版本是HTTP/2.0，但资料较少、使用不多，以后再介绍吧。

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。

请求方法是客户端描述需要服务器的操作的文字。

方法	描述
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，用于获取数据头。
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。
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。

请求URI

统一资源标识符（英语：Uniform Resource Identifier，缩写：URI）。是一个文件目录的描述方式，用相对路径来描述。

scheme:[//[user[:password]@]host[:port]]/[path][?query][#fragment]

协议名:[//[用户名[:密码]@]服务器IP或域名[:端口]]/[相对路径][?请求数据][#片段名称]

其中用[]框起来的部分是可选内容，不一定必须存在。举几个例子。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%9F%E4%B8%80%E8%B5%84%E6%BA%90%E6%A0%87%E5%BF%97%E7%AC%A6
协议名  服务器IP或域名    相对路径

https://uniapp.dcloud.io/?hmsr=jujin&hmpl=&hmcu=&hmkw=&hmci=
协议名  服务器IP或域名     请求数据1   请求数据2    请求数据3……

服务器IP或域名用于指定IP协议找到服务器，由TCP链接服务器对应端口上的应用。服务器程序按照对应的协议、路径、数据和片段响应内容即可。

状态码和状态信息

这俩说的是一个事，我也不知道为啥要两个。

常见的HTTP状态码：（在数据行中，状态信息以英文出现。）

状态码 - 状态信息
200    - 请求成功
301    - 资源（网页等）被永久转移到其它URL
404    - 请求的资源（网页等）不存在
500    - 内部服务器错误

头部数据

在数据行下面是key-value对应的头部数据，每一行用\r\n间隔。（键名不区分大小写）

键和值之间是: （半角冒号和空格）间隔。

具体每一个数据信息可以到这查阅。

HTTP数据

一个完整的请求或者响应数据可能还包含数据体，比如上传、下载的文件等等。

这是一个完整的带有数据的请求。

POST /hello HTTP/1.1
User-Agent: curl/7.16.3 libcurl/7.16.3 OpenSSL/0.9.7l zlib/1.2.3
Host: www.example.com
Accept-Language: en, mi
Content-Length: 14

name=sedfewfwe

其中一个空行下面就是请求数据，与前面的头部以\r\n\r\n间隔。

这是一个完整的带有数据的响应。

空行也是同样的间隔。

值得注意的是，所有传输数据时需要在头部添加Content-Length信息来指明数据长度