【网络世界】HTTP协议

🌈前言🌈

    欢迎收看本期【网络世界】，本期内容将讲解应用层协议之一的HTTP协议。HTTP协议作为我们日常使用次数最多的，应用最为广泛的协议之一，学习HTTP协议，可以更好的帮助我们来初窥应用层。

    本文旨在研究学习HTTP协议的底层机制，协议格式中各个参数的含义，如何正确使用，此外通过HTTP协议学习Cookie和Session技术。

    此外，学习了HTTP协议，也是我们学习接下来的HTTPS协议的基础。

📁 概念

    HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议），是互联网世界中一个至关重要的协议。它定义了客户端（如浏览器）如何和服务器之间进行通信，用来交换的传输超文本（如HTML文档，音视频等）。

    应用层的协议是由我们程序员自助来实现，但是有一些大佬定义了一些现成的，非常好用的应用层协议，本着拿来主义的思想，我们直接拿来用就是了，但是，身为一个合格的程序员，我们还是需要了解如何实现的，才能更好的使用。    

    **HTTP协议是一个无连接的，无状态的协议。**

** **无连接指的是，通信双方无需建立连接，直接向对象读写数据即可，通过TCP协议建立的连接进行通信。

    无状态指的是，通信双方每次请求都要建立新的连接，即**服务器不会保存用客户端的状态信息。 **       

📁 URL

    平时我们所说的网址，就是**URL = 协议名://主机域名:端口号/文件路径**![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/bf41fbf93d5a445cb16067c6e8f049c0.png)

    但是，HTTP协议常使用80端口号。因此，80端口作为知名端口号，强绑定给HTTP协议，一般用户不能自主分配80端口号（0~1023默认用户不能更改）

📂 urlencode 和 urldecode

    在URL中一些特殊字符被重载，用作特殊用途，因此这些字符不能出现在URL中，但是如果URL的要传递的参数中就有这个特殊字符，就要对特殊字符进行转义编码。

转义规则如下：

    将需要转码的字符转为16进制，然后从右向左，取4位（不足4为直接处理），每两位为1位，前面加上%，编码成%XY格式。

    +号就被编码为%2B。

    urldecode就是urlencode的逆过程，将被转义的编码重新转义成原来的字符。

下面是一个编码工具网址：

UrlEncode编码/UrlDecode解码 - 站长工具

📁 协议格式

    HTTP协议格式分为请求报文格式，响应报文格式        

请求报文格式

    **● 请求行**：[请求方法] + [URI] + [HTTP版本]。其中URI就是URL中的文件路径。HTTP版本不作为重点，不做讲解。

    **● 请求报头(Header)**：请求的属性，是一个键值对（key：val），每一组属性用\r\n 分割，遇到空行表示Header结束

    **● Body**：空行后面的内容都是Body，即正文。表示客户端向服务器发送数据参数。Body可以为空字符串，如果Body存在，则Header里会有一个Content-Length属性表示Body长度。

响应报文格式

    **● 响应行**：[HTTP版本] + [状态码] + [状态码描述]。

    **● 响应报头(Header)**：响应的属性，是一个键值对（key：val），每一组属性用\r\n 分割，遇到空行表示Header结束

    **● DATA**：与Body类似，表示服务器向客户端写入数据，在Header中有一个属性Content-Length表示DATA的大小。

📁 方法

    其中最为常用的就是GET和POST方法，也是重点讲解的方法，其余方法不做讨论。

📂 GET/get

    **表示获取资源，也可以用来传输通过URL传递参数。**将要传递的参数数据添加至URL的后面，以“?”表示开始。

    例如，网页中我们有一个表单要提交，数据就通过url传递。

    但是附加在URL末尾，意味着所有参数和数据都会以明文的形式出现在URL中，如果传输的是敏感信息（用户个人信息），他们以明文的形式在网上传播，容易被中间人窃取，**安全性较差，且能传输的参数体量较小。**

📂 POST/post

    通常**用来传递参数数据，通过Body正文部分传递参数**，**一次能传输大量数据，**和GET方法相比，Body部分对普通用户不可见，**安全性较好。**

📁 常见的报头

    **● **Content-Type: 数据类型(text/html 等)

    **● **Content-Length: Body 的长度

    **● **Host: 客户端告知服务器, 所请求的资源是在哪个主机的哪个端口上;

    **● **User-Agent: 声明用户的操作系统和浏览器版本信息;

    **● **referer: 当前页面是从哪个页面跳转过来的;

    **●** Location: 搭配 3xx 状态码使用, 告诉客户端接下来要去哪里访问

    ● Cookie: 用于在客户端存储少量信息. 通常用于实现会话(session)的功能;

    ● connection: 用于控制和管理客户端和服务器之间的连接状态。核心作用，管理持久连接。持久 连接允许客户端和服务器在请求/响应完成后不立即关闭 TCP 连接，以便在同一个连接 上发送多个请求和接收多个响应。

Connection: keep-alive;    表示希望保持连接以复用 TCP 连接
Connection: close;    表示请求/响应完成后，应该关闭 TCP 连接

📁 状态码

📂 分类

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

📂 重定向状态码

    这里，我们以301（永久重定向）和302（临时重定向）作为讲解。它们依赖于Location。

    当服务器返回301状态码时，表示请求资源已经永久移到新的位置，服务器会在响应中添加一个Location头部，用于指定资源的新位置。这个Location头部包含了新的URL地址，浏览器会重定向到该地址，之后就会直接访问所在位置，不会再回原来服务器所在位置进行请求。

    当服务器返回302状态码时，表示请求的资源临时移到新的位置。同样地，服务器也会在响应中添加一个 Location 头部来指定资源的新位置。浏览 器会暂时使用新的 URL 进行后续的请求，但不会缓存这个重定向。![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e26a88683c1540ebac4ffa14771c51f9.png)

    无论是 HTTP 301 还是 HTTP 302 重定向，都需要依赖 Location 选项来指定资 源的新位置。这个 Location 选项是一个标准的 HTTP 响应头部，用于告诉浏览器应该 将请求重定向到哪个新的 URL 地址。

📁 Cookie 和 Session

    HTTP是无连接，无状态的的协议，但是服务器为了业务需要，提高客户体验，可能需要知道用户身份。

    例如在视频网站看视频，需要登录才能观看，用户再点开一个电影后登录观看，退出想要看一部电视剧时，因为HTTP是无状态的，所以用户需要重新登陆，这样对用户十分不方便。

    因此，引入了Cookie和Session技术，基于HTTP协议，帮助服务器标识用户身份，可以一次登录，服务器长时间识别用户身份。        

📂 Cookie技术

    HTTP Cookie（Web Cookie）是服务器发送到客户端的并保存在客户端的一小块数据，它会在客户端向服务器发送请求时携带在报头发送到服务器，用于告知服务器用户信息。

工作原理

（1）当用户第一次访问服务器时，服务器会在响应包头中添加Set-Cookie属性（含有用户相关属性），传送到客户端。

（2）客户端收到响应后，检测到Cookie，将Cookie保存在本地。

（3）下一次请求时，将其添加至请求报头属性中的Cookie字段，发送给服务器。

分类

会话Cookie：浏览器关闭时失效。保存在内存的浏览器进程的空间中。

持久Cookie：浏览器关闭时不会失效。保存在硬盘中浏览器的工作路径下。

    如果Set-Cookie没有设置失效时间，默认是会话cookie。如果cookie是一个持久cookie，保存cookie的文件是一个二进制文件或sqlist格式存储，一般不能直接查看。

基本格式

完整格式：

** ● expires=data**。用于设置Cookie的过期时间。

** ● path=some_path**。限制Cookie发送到服务器的哪些路径。默认为设置它的路径。例如只有访问/a/b路径文件，才可以发送Cookie。

** ● domain=domain_name**。用于指定哪些服务器/主机可以接受Cookie。例如B站的cookie不会发给腾讯视频的服务器中。

** ● secure：**晋档使用HTTPS协议时才发送Cookie。有助于防止Cookie在不安全的HTTP连接中获取。

** ● HTTPOnly：**意味着Cookie不能被客户端脚本（JavaScript）访问，有助于跨站脚本攻击（XSS）。

    每个 Cookie 属性都以分号（;）和空格（ ）分隔。

    名称和值之间使用等号（=）分隔。

    如果 Cookie 的名称或值包含特殊字符（如空格、分号、逗号等），则需要 进行 URL 编码。

安全性

    Cooki保存在客户端内，客户端防护能力较差，且Cookie内含很多用户敏感信息（用户身份，密码登），有很大的风险被窃取泄漏，因此单纯使用Cookie是非常不安全的。

📂 Session技术

    HTTP Session 是服务器用来跟踪用户与服务器交互期间用户状态的机制。可以理解为，将用户信息保存在服务器中，服务器建立一个Session对象保存用户信息，将Seesion对象通过Hash函数，得到唯一的Sessionid，将Session发送给用户。

    此后，用户收到的Cookie就不再是用户信息，而是一个Sessionid，这样大大降低了窃取风险。

    服务器端会设置相应的机制，防止用户信息被窃取（如异地登录登），且服务器性能更好，防风险能力更高。

    Session 可以设置超时时间，当超过这个时间后，Session 会自动失效。 服务器也可以主动使 Session 失效，例如当用户登出时。

    HTTP协议采取明文传输，意味着报文在网络中是裸奔的，不安全的。Cookie和Session技术都不能保证在网络中Cookie不被窃取，造成用户数据泄漏，只能通过一些机制，最大可能避免用户身份被冒领，泄漏用户数据。

    想要解决这个问题，就得对传输的报文进行加密，这就是HTTPS协议所做的。

📁 总结

    以上，就是本期【网络世界】HTTP协议的主要内容了，主要讲解什么是HTTP，HTTP协议格式中各个参数的含义，以及HTTP作为无状态，无连接的协议，如何通过Cookie和Session技术来提高用户体验，实现一次登陆，上时间识别用户身份。

    以及引入了HTTPS的概念，下一篇文章，将讲解HTTPS是如果实现安全传输，对报文进行加密的。

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