WWW的核心 HTTP協議

www的核心——http協議

眾所周知，internet的基本協議是tcp/ip協議，目前廣泛採用的ftp、archie gopher等是建立在tcp/ip協議之上的應用層協議，不同的協議對應著不同的應用。

www伺服器使用的主要協議是http協議，即超文體傳輸協議。由於http協議支援的服務不限於www，還可以是其它服務，因而http協議允許使用者在統一的介面下，採用不同的協議訪問不同的服務，如ftp、archie、smtp、nntp等。另外，http協議還可用於名字伺服器和分布式物件管理。

2.1　http協議簡介

http是乙個屬於應用層的物件導向的協議，由於其簡捷、快速的方式，適用於分布式超**資訊系統。它於2023年提出，經過幾年的使用與發展，得到不斷地完善和擴充套件。目前在www中使用的是http/1.0的第六版，http/1.1的規範化工作正在進行之中，而且http-ng(next generation of http)的建議已經提出。

http協議的主要特點可概括如下：

1.支援客戶/伺服器模式。

由於http協議簡單，使得http伺服器的程式規模小，因而通訊速度很快。

3.靈活：http允許傳輸任意型別的資料物件。正在傳輸的型別由content-type加以標記。

4.無連線：無連線的含義是限制每次連線只處理乙個請求。伺服器處理完客戶的請求，並收到客戶的應答後，即斷開連線。採用這種方式可以節省傳輸時間。

5.無狀態：http協議是無狀態協議。無狀態是指協議對於事務處理沒有記憶能力。缺少狀態意味著如果後續處理需要前面的資訊，則它必須重傳，這樣可能導致每次連線傳送的資料量增大。另一方面，在伺服器不需要先前資訊時它的應答就較快。

2.2　http協議的幾個重要概念

1.連線(connection)：乙個傳輸層的實際環流，它是建立在兩個相互通訊的應用程式之間。

2.訊息(message)：http通訊的基本單位，包括乙個結構化的八元組序列並通過連線傳輸。

3.請求(request)：乙個從客戶端到伺服器的請求資訊包括應用於資源的方法、資源的識別符號和協議的版本號

4.響應(response)：乙個從伺服器返回的資訊包括http協議的版本號、請求的狀態(例如「成功」或「沒找到」)和文件的mime型別。

5.資源(resource)：由uri標識的網路資料物件或服務。

6.實體(entity)：資料資源或來自服務資源的回映的一種特殊表示方法，它可能被包圍在乙個請求或響應資訊中。乙個實體包括實體頭資訊和實體的本身內容。

7.客戶機(client)：乙個為傳送請求目的而建立連線的應用程式。

9.伺服器(server)：乙個接受連線並對請求返回資訊的應用程式。

10.源伺服器(origin server)：是乙個給定資源可以在其上駐留或被建立的伺服器。

11.**(proxy)：乙個中間程式，它可以充當乙個伺服器，也可以充當乙個客戶機，為其它客戶機建立請求。請求是通過可能的翻譯在內部或經過傳遞到其它的伺服器中。乙個**在傳送請求資訊之前，必須解釋並且如果可能重寫它。

**經常作為通過防火牆的客戶機端的門戶，**還可以作為乙個幫助應用來通過協議處理沒有被使用者**完成的請求。

12.閘道器(gateway)：乙個作為其它伺服器中間媒介的伺服器。與**不同的是，閘道器接受請求就好象對被請求的資源來說它就是源伺服器；發出請求的客戶機並沒有意識到它在同閘道器打交道。

閘道器經常作為通過防火牆的伺服器端的門戶，閘道器還可以作為乙個協議翻譯器以便訪問那些儲存在非http系統中的資源。

13.通道(tunnel)：是作為兩個連線中繼的中介程式。一旦啟用，通道便被認為不屬於http通訊，儘管通道可能是被乙個http請求初始化的。當被中繼的連線兩端關閉時，通道便消失。當乙個門戶(portal)必須存在或中介(intermediary)不能解釋中繼的通訊時通道被經常使用。

14.快取(cache)：反應資訊的局域儲存。

2.3　http協議的運作方式

http協議是基於請求／響應正規化的。乙個客戶機與伺服器建立連線後，傳送乙個請求給伺服器，請求方式的格式為，統一資源識別符號、協議版本號，後邊是mime資訊包括請求修飾符、客戶機資訊和可能的內容。伺服器接到請求後，給予相應的響應資訊，其格式為乙個狀態行包括資訊的協議版本號、乙個成功或錯誤的**，後邊是mime資訊包括伺服器資訊、實體資訊和可能的內容。

許多http通訊是由乙個使用者**初始化的並且包括乙個申請在源伺服器上資源的請求。最簡單的情況可能是在使用者**(ua)和源伺服器(o)之間通過乙個單獨的連線來完成(見圖2-1)。

圖2-1

上面的圖2-2表明了在使用者**(ua)和源伺服器(o)之間有三個中介(a,b和c)。乙個通過整個鏈的請求或響應訊息必須經過四個連線段。這個區別是重要的，因為一些http通訊選擇可能應用於最近的連線、沒有通道的鄰居，應用於鏈的終點或應用於沿鏈的所有連線。儘管圖2-2是線性的，每個參與者都可能從事多重的、併發的通訊。例如，b可能從許多客戶機接收請求而不通過a，並且／或者不通過c把請求送到a，在同時它還可能處理a的請求。

任何針對不作為通道的匯聚可能為處理請求啟用乙個內部快取。快取的效果是請求／響應鏈被縮短，條件是沿鏈的參與者之一具有乙個快取的響應作用於那個請求。下圖說明結果鏈，其條件是針對乙個未被ua或a加快取的請求，b有乙個經過c來自o的乙個前期響應的快取拷貝。

圖2-3

在internet上，http通訊通常發生在tcp/ip連線之上。預設埠是tcp 80，但其它的埠也是可用的。但這並不預示著http協議在internet或其它網路的其它協議之上才能完成。http只預示著乙個可靠的傳輸。

以上簡要介紹了http協議的巨集觀運作方式，下面介紹一下http協議的內部操作過程。

首先，簡單介紹基於http協議的客戶/伺服器模式的資訊交換過程，如圖2-4所示，它分四個過程，建立連線、傳送請求資訊、傳送響應資訊、關閉連線。

圖2-4

在www中，「客戶」與「伺服器」是乙個相對的概念，只存在於乙個特定的連線期間，即在某個連線中的客戶在另乙個連線中可能作為伺服器。www伺服器執行時，一直在tcp80埠(www的預設埠)監聽，等待連線的出現。

下面，討論http協議下客戶/伺服器模式中資訊交換的實現。　　1.建立連線　　連線的建立是通過申請套接字(socket)實現的。客戶開啟乙個套接字並把它約束在乙個埠上，如果成功，就相當於建立了乙個虛擬檔案。以後就可以在該虛擬檔案上寫資料並通過網路向外傳送。

2.傳送請求

開啟乙個連線後，客戶機把請求訊息送到伺服器的停留埠上，完成提出請求動作。

http/1.0　　請求訊息的格式為：

請求訊息=請求行(通用資訊|請求頭|實體頭) crlf[實體內容]

請求　行=方法　請求url　http版本號　crlf

方　　法=get|head|post|擴充套件方法

u　r 　l=協議名稱+宿主名+目錄與檔名

請求行中的方法描述指定資源中應該執行的動作，常用的方法有get、head和post。不同的請求物件對應get的結果是不同的，對應關係如下：

物件　　　　　　get的結果

檔案　　　　　　檔案的內容

程式　　　　　　該程式的執行結果

資料庫查詢　　　查詢結果

head——要求伺服器查詢某物件的元資訊，而不是物件本身。

post——從客戶機向伺服器傳送資料，在要求伺服器和cgi做進一步處理時會用到post方法。post主要用於傳送html文字中form的內容，讓cgi程式處理。

乙個請求的例子為：

頭資訊又稱為元資訊，即資訊的資訊，利用元資訊可以實現有條件的請求或應答。

請求頭——告訴伺服器怎樣解釋本次請求，主要包括使用者可以接受的資料型別、壓縮方法和語言等。

實體頭——實體資訊型別、長度、壓縮方法、最後一次修改時間、資料有效期等。

實體——請求或應答物件本身。

3.傳送響應

伺服器在處理完客戶的請求之後，要向客戶機傳送響應訊息。

http/1.0的響應訊息格式如下：

響應訊息=狀態行(通用資訊頭|響應頭|實體頭)　crlf　〔實體內容〕

狀態行=http版本號　狀態碼　原因敘述

狀態碼表示響應型別

1××　　保留

2××　　表示請求成功地接收

3××　　為完成請求客戶需進一步細化請求

4××　　客戶錯誤

5××　　伺服器錯誤

響應頭的資訊包括：服務程式名，通知客戶請求的url需要認證，請求的資源何時能使用。

4.關閉連線

客戶和伺服器雙方都可以通過關閉套接字來結束tcp/ip對話

WWW的核心 HTTP協議

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http和www含義講解

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