第 2 章 简单的 HTTP 协议

本章将针对 HTTP 协议结构进行讲解

HTTP 协议用于客户端和服务器端之间的通信

HTTP 协议和 TCP/IP 协议族内的其他众多的协议相同，用于客户端和服务器之间的通信。
请求访问文本或图像等资源的一端称为客户端，而提供资源响应的一端称为服务器端。

通过请求和响应的交换达成通信

HTTP 协议规定，请求从客户端发出，最后服务器端响应该请求并返回。换句话说，肯定是先从客户端开始建立通信的，服务器端在没有 接收到请求之前不会发送响应。
下面，我们来看一个具体的示例。

图：请求报文的构成

图：响应报文的构成

HTTP 是不保存状态的协议

HTTP 是一种不保存状态，即无状态（stateless）协议。HTTP 协议自 身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说在 HTTP 这个级别，协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。
这是为了更快地处理大量事务，确保协议的可伸缩性，而特意把 HTTP 协议设 计成如此简单的。

HTTP/1.1 虽然是无状态协议，但为了实现期望的保持状态功能，于 是引入了 Cookie 技术。

请求 URI 定位资源

HTTP 协议使用 URI 定位互联网上的资源。

图：以 http://hackr.jp/index.htm 作为请求的例子
除此之外，如果不是访问特定资源而是对服务器本身发起请求，可以 用一个 *来代替请求 URI。下面这个例子是查询 HTTP 服务器端支持 的 HTTP 方法种类。

OPTIONS* HTTP/1.1

告知服务器意图的 HTTP 方法

• GET ：获取资源
  GET 方法用来请求访问已被 URI 识别的资源。指定的资源经服务器 端解析后返回响应内容。

• POST：传输实体主体
  虽然用 GET 方法也可以传输实体的主体，但一般不用 GET 方法进行 传输，而是用 POST 方法。虽说 POST 的功能与 GET 很相似，但 POST 的主要目的并不是获取响应的主体内容。

• PUT：传输文件
  PUT 方法用来传输文件。就像 FTP 协议的文件上传一样，要求在请 求报文的主体中包含文件内容，然后保存到请求 URI 指定的位置。
  鉴于 HTTP/1.1 的 PUT 方法自身不带验证机制，任何人都可以 上传文件 , 存在安全性问题，因此一般的 Web 网站不使用该方法。若 配合 Web 应用程序的验证机制，或架构设计采用 REST（REpresentational State Transfer，表征状态转移）标准的同类 Web 网站，就可能会开放使用 PUT 方法。

• HEAD：获得报文首部
  HEAD 方法和 GET 方法一样，只是不返回报文主体部分。用于确认 URI 的有效性及资源更新的日期时间等。

• DELETE：删除文件
  DELETE 方法用来删除文件，是与 PUT 相反的方法。DELETE 方法按 请求 URI 删除指定的资源。
  HTTP/1.1 的 DELETE 方法本身和 PUT 方法一样不带验证机 制，所以一般的 Web 网站也不使用 DELETE 方法。当配合 Web 应用 程序的验证机制，或遵守 REST 标准时还是有可能会开放使用的

• OPTIONS：询问支持的方法
  OPTIONS 方法用来查询针对请求 URI 指定的资源支持的方法
  

• TRACE：追踪路径
  TRACE 方法是让 Web 服务器端将之前的请求通信环回给客户端的方 法。
  客户端通过 TRACE 方法可以查询发送出去的请求是怎样被加工修改 / 篡改的。这是因为，请求想要连接到源目标服务器可能会通过代理 中转，TRACE 方法就是用来确认连接过程中发生的一系列操作。 但是，TRACE 方法本来就不怎么常用，再加上它容易引发 XST（Cross-Site Tracing，跨站追踪）攻击，通常就更不会用到了。

• CONNECT：要求用隧道协议连接代理
  CONNECT 方法要求在与代理服务器通信时建立隧道，实现用隧道协议进行 TCP 通信。主要使用 SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层）和 TLS（Transport Layer Security，传输层安全）协议把通信内容加密后经网络隧道传输。
  HTTP/1.0 和 HTTP/1.1 支持的方法
  

持久连接节省通信量

HTTP 协议的初始版本中，每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP 连接。

使用浏览器浏览一个包含多张图片的 HTML 页面时，在发送请求访问 HTML 页面资源的同时，也会请求该 HTML 页面里包含的 其他资源。因此，每次的请求都会造成无谓的 TCP 连接建立和断开，增加通信量的开销。

持久连接

为解决上述 TCP 连接的问题，HTTP/1.1 和一部分的 HTTP/1.0 想出了持久连接（HTTP Persistent Connections，也称为 HTTP keep-alive 或 HTTP connection reuse）的方法。持久连接的特点是，只要任意一端 没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。

图：持久连接旨在建立 1 次 TCP 连接后进行多次请求和响应的交互

持久连接的好处在于减少了 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额 外开销，减轻了服务器端的负载
在 HTTP/1.1 中，所有的连接默认都是持久连接

管线化

持久连接使得多数请求以管线化（pipelining）方式发送成为可能
从前发送请求后需等待并收到响应，才能发送下一个请求。管线化技术出现后，不用等待响应亦可直接发送下一个请求。

图：不等待响应，直接发送下一个请求

使用 Cookie 的状态管理

保留无状态协议这个特征的同时又要解决类似的矛盾问题，于是引入了 Cookie 技术。Cookie 技术通过在请求和响应报文中写入 Cookie 信 息来控制客户端的状态。
Cookie 会根据从服务器端发送的响应报文内的一个叫做 Set-Cookie 的 首部字段信息，通知客户端保存 Cookie。当下次客户端再往该服务器 发送请求时，客户端会自动在请求报文中加入 Cookie 值后发送出去。
服务器端发现客户端发送过来的 Cookie 后，会去检查究竟是从哪一个客户端发来的连接请求，然后对比服务器上的记录，最后得到之前的状态信息。