【Linux网络】HTTP协议全解析 - 从请求响应到方法与Header

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🏳️‍🌈一、应用层协议Http

1.1 Http协议

虽然我们说, 应用层协议是我们程序猿自己定的. 但实际上, 已经有大佬们定义了一些现成的, 又非常好用的应用层协议, 供我们直接参考使用. HTTP(超文本传输协议) 就是其中之一。

在互联网世界中，HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一个至关重要的协议。它定义了客户端（如浏览器）与服务器之间如何通信，以交换或传输超文本（如 HTML 文档）。

HTTP 协议是客户端与服务器之间通信的基础。客户端通过 HTTP 协议向服务器发送请求，服务器收到请求后处理并返回响应。HTTP 协议是一个无连接、无状态的协议，即每次请求都需要建立新的连接，且服务器不会保存客户端的状态信息。

1.2 URL

平时我们俗称的 “网址” 其实就是说的 URL

1.2 urlencode 和 urldecode

像 /?: 等这样的字符，已经被 url 当做特殊意义理解了。因此这些字符不能随意出现，比如，某个参数中需要带有这些特殊字符，就必须先对特殊字符进行转义

转义的规则如下:

• 将需要转码的字符转为 16 进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成 %XY 格式

urlencode工具

使用特殊字符访问浏览器时，会进行 编码(urlencode) 与 解码(urldecode) 的过程！

🏳️‍🌈二、模拟 HTTP 协议请求与响应

2.1 修改代码

我们将我们上一篇文章中用到的 网络计算机 中所有的代码直接搬过来修改 传送门

2.1.1 TcpSever.hpp

这部分，我们去掉 网络计算机 的 序列化处理请求以及计算功能，将回调函数就设置为简单回显客户端的ip和端口号

需要修改的部分

using service_t = std::function<std::string(std::string& requeststr)>;static void* Execute(void* args) {ThreadData* td = static_cast<ThreadData*>(args);// 子线程结束后由系统自动回收资源，无需主线程调用 pthread_joinpthread_detach(pthread_self()); // 分离新线程，无需主线程回收std::string requeststr;ssize_t n = td->_sockfd->Recv(&requeststr);if (n > 0) {std::string responsestr = td->_self->_service(requeststr); // 执行回调td->_sockfd->Send(responsestr);                            // 发送响应}td->_sockfd->Close(); // 关闭连接套接字delete td;return nullptr;
}

整体代码 - TcpServer.hpp

#pragma once#include <iostream>
#include <memory>
#include <functional>
#include <sys/wait.h>#include "Thread.hpp"
#include "InetAddr.hpp"
#include "Socket.hpp"const int defaultprot = 8080;namespace TcpServerModule{using namespace SocketModule;using namespace LogModule;using service_t = std::function<std::string(std::string& requeststr)>;class TcpServer{public:TcpServer(service_t service, uint16_t port = defaultprot): _port(port), _listensock(std::make_shared<TcpSocket>()),_isrunning(false), _service(service){_listensock->BuildListenSocket(port);}void Loop(){_isrunning = true;while(_isrunning){InetAddr client;// 获取客户端连接SockPtr cli = _listensock->Accepter(&client);if(cli == nullptr) continue;LOG(LogLevel::DEBUG) << "get a new connection from " << client.AddrStr().c_str();// 获取成功pthread_t tid;// ThreadData 的头文件是 ThreadData* td = new ThreadData(cli, this, client);pthread_create(&tid, nullptr, Execute, td);  // 新线程分离}}// 线程函数参数对象class ThreadData{public:SockPtr _sockfd;TcpServer* _self;InetAddr _addr;public:ThreadData(SockPtr sockfd, TcpServer* self, const InetAddr& addr): _sockfd(sockfd), _self(self), _addr(addr){}};// 线程函数static void* Execute(void* args){ThreadData* td = static_cast<ThreadData*>(args);// 子线程结束后由系统自动回收资源，无需主线程调用 pthread_joinpthread_detach(pthread_self()); // 分离新线程，无需主线程回收std::string requeststr;ssize_t n = td->_sockfd->Recv(&requeststr);if(n > 0){std::string responsestr = td->_self->_service(requeststr);  // 执行回调td->_sockfd->Send(responsestr);  // 发送响应}td->_sockfd->Close();   // 关闭连接套接字delete td;return nullptr;}~TcpServer(){}private:uint16_t _port;SockPtr _listensock;bool _isrunning;service_t _service;};
}

2.1.2 Http.hpp

我们要实现的功能是 简单回显客户端的ip和端口号，所以需要一个类来实现这个功能

这个类不需要 构造 与 析构 函数，只需要一个方法即可

class HttpServer{public:HttpServer(){}std::string handle(std::string req){std::cout << "------------------------------------" << std::endl;std::cout << req;return std::string();}~HttpServer(){}
};

2.1.3 TcpServer.cpp

我们现在已经不需要实现网络计算器功能了，所以不需要给 IOEcute 绑定一个计算器的功能，只需要将上面 http 回显功能绑定在 TcpServer 对象上就行了

#include "TcpServer.hpp"
#include "Http.hpp"using namespace TcpServerModule;int main(int argc, char* argv[]){if(argc != 2){std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " port" << std::endl;Die(1);}uint16_t port = std::stoi(argv[1]);HttpServer httpServer;std::unique_ptr<TcpServer> tsvr = std::make_unique<TcpServer>(std::bind(&HttpServer::handle, &httpServer, std::placeholders::_1), port);tsvr->Loop();return 0;
}

2.2 模拟window客户端访问服务端

在模拟测试window客户端访问我们的linux服务器的时候，要先将window的 Telnet 功能给下载好

具体路径：控制面板 -> 程序 -> 程序与功能 -> 启用或关闭windows功能 -> Telent功能 -> 重启电脑

然后我们使用 win+r 打开 cmd 命令，输入 telnet ip port，ip是你的服务器ip，port是你打开服务端时设置的端口号

2.3 模拟通过浏览器访问

通过在浏览器网址中输入相应的服务器 ip 和 端口号，即可访问

我们还可以更改 httpserver 中 handle 的处理方法，令这个网址在打开后，能够回显一串字符串 hello linux,hello net!

class HttpServer{public:HttpServer(){}std::string handle(std::string req){std::cout << "------------------------------------" << std::endl;std::cout << req;// return std::string();std::string responsestr = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";responsestr += "Content-Type: text/html\r\n";responsestr += "\r\n";responsestr += "<html><h1>hello linux,hello net!<h2></html>";return responsestr;}~HttpServer(){}
};

🏳️‍🌈三、HTTP 协议请求与响应格式

2.1 Http 请求格式

这就是一段 http 请求报文

• 首行: [方法] + [url] + [版本]
• Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\r\n 分隔;遇到空行表示 Header 部分结束
• Body: 空行后面的内容都是 Body. Body 允许为空字符串. 如果 Body 存在, 则在Header 中会有一个 Content-Length 属性来标识 Body 的长度;

2.2 Http 响应格式

• 首行: [版本号] + [状态码] + [状态码解释]
• Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\r\n 分隔;遇到空行表示 Header 部分结束
• Body: 空行后面的内容都是 Body. Body 允许为空字符串. 如果 Body 存在, 则在Header 中会有一个 Content-Length 属性来标识 Body 的长度; 如果服务器返回了一个 html 页面, 那么 html 页面内容就是在 body 中.

基本的应答格式

🏳️‍🌈四、Http方法

4.1 Http 常用方法

其中最常用的就是 GET 方法和 POST 方法.

1. GET 方法（重点）
   用途：用于请求 URL 指定的资源。
   示例：GET /index.html HTTP/1.1
   特性：指定资源经服务器端解析后返回响应内容。

2. POST 方法（重点）
   用途：用于传输实体的主体，通常用于提交表单数据。
   示例：POST /submit.cgi HTTP/1.1
   特性：可以发送大量的数据给服务器，并且数据包含在请求体中。

3. PUT 方法（不常用）
   用途：用于传输文件，将请求报文主体中的文件保存到请求 URL 指定的位置。
   示例：PUT /example.html HTTP/1.1
   特性：不太常用，但在某些情况下，如 RESTful API 中，用于更新资源。

4. HEAD 方法
   用途：与 GET 方法类似，但不返回报文主体部分，仅返回响应头。
   示例：HEAD /index.html HTTP/1.1
   特性：用于确认 URL 的有效性及资源更新的日期时间等。

5. DELETE 方法（不常用）
   用途：用于删除文件，是 PUT 的相反方法。
   示例：DELETE /example.html HTTP/1.1
   特性：按请求 URL 删除指定的资源。

6. OPTIONS 方法
   用途：用于查询针对请求 URL 指定的资源支持的方法。
   示例：OPTIONS * HTTP/1.1
   特性：返回允许的方法，如 GET、POST 等。

4.2 HTTP 的状态码

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

4.3 HTTP 常见 Header

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;

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👥总结

本篇博文对 【Linux网络】HTTP协议全解析 - 从请求响应到方法与Header 做了一个较为详细的介绍，不知道对你有没有帮助呢

觉得博主写得还不错的三连支持下吧！会继续努力的~