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HTTP，请求消息，响应消息，Cookie（详细总结）

HTTP，请求消息，响应消息，Cookie（详细总结）

作者: zhuanghongji | 来源:发表于2016-04-04 09:43 被阅读2959次

一、What is HTTP ?

1. 协议概述

HTTP (HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议) 是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，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

HTTP 协议中现今广泛使用的一个版本是1999年6月公布的 HTTP1.1 ，而2015年5月发表的HTTP/2 取代 HTTP1.1 成为 HTTP 新的实现标准

通常，由 HTTP 客户端发起一个请求，创建一个到服务器指定端口（默认是80端口 ）的 TCP 连接。HTTP 服务器则在那个端口监听客户端的请求。一旦收到请求，服务器会向客户端返回一个状态，比如 HTTP/1.1 200 OK ，以及返回的内容，如请求的文件、错误消息、或者其它信息

二、请求信息 (Request Message)

发出的请求信息包括以下几个：

  • 请求行
    例如 GET /images/logo.gif HTTP/1.1，表示从 /images 目录下请求 logo.gif 这个文件
  • 请求头
    例如 Accept-Language: en
  • 空行
  • 其他消息体

请求行和标题必须以<CR><LF>作为结尾
空行内必须只有<CR><LF>而无其他空格
在HTTP/1.1协议中，所有的请求头，除Host外，都是可选的

1. 请求方法

HTTP/1.1 中共定义了8种方法（动作）来以不同方式操作指定的资源

  • GET：向指定的资源发出“显示”请求，使用 GET 方法应该只用在读取数据
  • POST：向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）
    数据被包含在请求本文中。这个请求可能会创建新的资源或修改现有资源，或二者皆有
  • HEAD：与 GET 方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求
    只不过服务器将不传回资源的本文部分。它的好处在于，使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下，就可以获取其中“关于该资源的信息”（元信息或称元数据）
  • OPTIONS：这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有 HTTP 请求方法。
    用'*'来代替资源名称，向Web服务器发送 OPTIONS 请求，可以测试服务器功能是否正常运作
  • PUT：向指定资源位置上传其最新内容
  • DELETE：请求服务器删除Request-URI 所标识的资源
  • TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断
  • 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。
    通常用于 SSL 加密服务器的链接（经由非加密的 HTTP 代理服务器）

** 方法名称是区分大小写的 **：

  • 当某个请求所针对的资源不支持对应的请求方法的时候，服务器应当返回状态码 405（Method Not Allowed）
  • 当服务器不认识或者不支持对应的请求方法的时候，应当返回状态码 501（Not Implemented）
  1. HTTP服务器至少应该实现 GET 和 HEAD 方法，其他方法都是可选的
  2. 安全超文本连接协议使用 https:// 代替 http://

2. 状态码

所有HTTP响应的第一行都是状态行，依次是当前 HTTP 版本号，3位数字组成的状态代码，以及描述状态的短语，彼此由空格分隔。
状态代码的第一个数字代表当前响应的类型：

  • 1xx 消息 —— 请求已被服务器接收，继续处理
  • 2xx 成功 —— 请求已成功被服务器接收、理解、并接受
  • 3xx 重定向 —— 需要后续操作才能完成这一请求
  • 4xx 请求错误 —— 请求含有词法错误或者无法被执行
  • 5xx 服务器错误 —— 服务器在处理某个正确请求时发生错误

3. 举个栗子

下面是一个HTTP客户端与服务器之间会话的例子，运行于 www.google.com，端口 80

客户端请求：

GET / HTTP/1.1
Host: www.google.com

末尾有一个空行
第一行：指定方法、资源路径、协议版本
第二行：在1.1版里必带的一个header作用指定主机

服务器响应：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 3059
Server: GWS/2.0
Date: Sat, 11 Jan 2003 02:44:04 GMT
Content-Type: text/html
Cache-control: private
Set-Cookie: PREF=ID=73d4aef52e57bae9:TM=1042253044:LM=1042253044:S=SMCc_HRPCQiqy
X9j; expires=Sun, 17-Jan-2038 19:14:07 GMT; path=/; domain=.google.com
Connection: keep-alive

（紧跟着一个空行，并且由HTML格式的文本组成了Google的主页）

  • 在 HTTP1.0 ，单一 TCP 连接内仅执行一个“客户端发送请求—服务器发送应答”周期，之后释放 TCP 连接。
  • 在 HTTP1.1 优化支持持续活跃连接：客户端连续多次发送请求、接收应答；批量多请求时，同一 TCP 连接在活跃 Keep-Live 间期内复用，避免重复 TCP 初始握手活动，减少网络负荷和响应周期。此外支持应答到达前继续发送请求（通常是两个），称为“流线化”（stream）。

4. 通用头域

通用头域包含请求和响应消息都支持的头域，通用头域包含：

  • Cache-Control 头域：指定请求和响应遵循的缓存机制
    在请求消息或响应消息中设置 Cache-Control 并不会修改另一个消息处理过程中的缓存处理过程

  • 请求时的缓存指令包括：

    • no-cache：指示响应可被任何缓存区缓存
    • no-store：在请求消息中发送将使得请求和响应消息都不使用缓存，可防止重要的信息被无意的发布
    • max-age：指示客户机可以接收生存期不大于指定时间（以秒为单位）的响应
    • max-stale：指示客户机可以接收超出超时期间的响应消息。
      如果指定max-stale消息的值，那么客户机可以接收超出超时期指定值之内的响应消息
    • min-fresh：指示客户机可以接收响应时间小于当前时间加上指定时间的响应
    • only-if-cached

  • 响应消息中的指令包括：

    • public：指示响应可被任何缓存区缓存
    • private
    • no-cache
    • no-store
    • no-transform
    • must-revalidate
    • proxy-revalidate
    • max-age

  • Connection

  • DateDate 头域：头域表示消息发送的时间，时间的描述格式由rfc822定义

  • 例如，Date:Mon,31Dec200104:25:57GMT

  • Date 描述的时间表示世界标准时，换算成本地时间，需要知道用户所在的时区。

  • Pragma头域：用来包含实现特定的指令

  • 最常用的是 Pragma:no-cache

  • 在 HTTP/1.1 协议中，它的含义和 Cache- Control:no-cache 相同

  • Transfer-Encoding 头域

  • Upgrade 头域

  • Via 头域

上面总结的是“通用头域”，我们先来看下一个典型的请求信息：

GET / HTTP/1.1
Host: baidu.com
Connection: keep-alive
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/48.0.2564.103 Safari/537.36
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
Cookie: BDUSS=aaaaa; BAIDUID=bbbbb:FG=1; PSTM=1459694957; BDRCVFR[loys_9vxHFf]=mk3SLVN4HKm; BIDUPSID=ccccc; pgv_pvi=9192257536; pgv_si=s6465831936; H_PS_PSSID=ddddd

上面的第一行表示HTTP客户端（可能是浏览器、下载程序）通过GET方法获得指定URL下的文件。接下来，我们来分析下“ 请求头域 ”

5. 请求头域

  • Host 头域：指定请求资源的Intenet主机和端口号
  • 必须表示请求url的原始服务器或网关的位置
  • HTTP/1.1请求必须包含主机头域，否则系统会以400状态码返回
  • Referer 头域：允许客户端指定请求uri的源资源地址
  • 这可以允许服务器生成回退链表，可用来登陆、优化cache等
  • 也允许废除的或错误的连接由于维护的目的被追踪
  • 如果请求的uri没有自己的uri地址，Referer不能被发送
  • 如果指定的是部分uri地址，则此地址应该是一个相对地址
  • Range 头域：请求实体的一个或者多个子范围
  • 例如
    • 表示头500个字节：bytes=0-499
    • 表示第二个500字节：bytes=500-999
    • 表示500字节以后的范围：bytes=500-
    • 第一个和最后一个字节：bytes=0-0,-1
    • 同时指定几个范围：bytes=500-600,601-999
  • 但是服务器可以忽略此请求头，如果无条件 GET 包含 Range 请求头，响应会以状态码206(PartialContent) 返回而不是以 200 (OK)
  • User-Agent 头域：内容包含发出请求的用户信息

三、响应消息（Response Message）

1. 响应头

我们先来看一个“请求百度首页”的响应头：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sun, 03 Apr 2016 15:44:32 GMT
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Transfer-Encoding: chunked
Connection: Keep-Alive
Cache-Control: private
Expires: Sun, 03 Apr 2016 15:44:32 GMT
Content-Encoding: gzip
Server: BWS/1.1
X-UA-Compatible: IE=Edge,chrome=1
BDPAGETYPE: 2
BDQID: 0xb2584dee0005f8ac
BDUSERID: 801624962
Set-Cookie: BDSVRTM=147; path=/
Set-Cookie: BD_HOME=1; path=/
Set-Cookie: H_PS_PSSID=aaaaa; path=/; domain=.baidu.com

  • 响应头的第一行为右边的格式：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase

  • HTTP- Version：表示支持的HTTP版本
    例如为HTTP/1.1

  • Status- Code：是一个三个数字的结果代码（可参考前面总结的“状态码”部分）
    主要用于机器自动识别，第一个数字定义响应的类别

  • Reason-Phrase：给 Status-Code 提供一个简单的文本描述
    主要用于帮助用户理解

  • Location 响应头：用于重定向接收者到一个新URI地址

  • Server 响应头：包含处理请求的原始服务器的软件信息。
    此域能包含多个产品标识和注释，产品标识一般按照重要性排序

2. 实体

请求消息 和 响应消息 都可以包含实体信息，实体信息一般由 实体头域 和 实体 组成
实体头包括：
Allow Content- Base Content-Encoding
Content-Language Content-Length Content-Location
Content-MD5 Content-Range Content-Type
Etag Expires Last-Modified
extension-header
  • Content-Type 实体头：向接收方指示实体的介质类型
  • 指定 HEAD 方法送到接收方的实体介质类型
  • 或 GET 方法发送的请求介质类型
  • Content-Range 实体头：指定整个实体中的一部分的插入位置，也指示了整个实体的长度
  • 在服务器向客户返回一个部分响应，它必须描述响应覆盖的范围和整个实体长度
  • 一般格式：Content-Range:bytes-unit first-byte-pos-last-byte-pos/entity-legth
  • 例如，传送头500个字节次字段的形式：Content-Range:bytes0- 499/1234
  • Content-Range 表示传送的范围，Content-Length 表示实际传送的字节数
  • Last-modified 实体头：指定服务器上保存内容的最后修订时间

3. 响应头

  • Allow：服务器支持哪些请求方法（如 GET 、POST 等）

  • Content-Encoding：文档的编码（Encode）方法

  • 只有在解码之后才可以得到 Content-Type 头指定的内容类型

  • 利用 gzip 压缩文档能够显著地减少 HTML 文档的下载时间

  • Java的 GZIPOutputStream 可以很方便地进行 gzip 压缩，但只有Unix上的 Netscape 和 Windows 上的IE 4、IE 5才支持它。

  • 因此，Servlet 应该通过查看 Accept-Encoding 头（即 request.getHeader("Accept- Encoding") ）检查浏览器是否支持 gzip ，为支持 gzip 的浏览器返回经 gzip 压缩的 HTML 页面，为其他浏览器返回普通页面。

  • Content-Length：表示内容长度

  • 只有当浏览器使用持久HTTP连接时才需要这个数据

  • Content-Type：表示后面的文档属于什么MIME类型

  • Servlet 默认为 text/plain ，但通常需要显式地指定为 text/html

  • 由于经常要设置 Content-Type ，因此 HttpServletResponse 提供了一个专用的方法 setContentTyep

  • Date：当前的GMT时间

  • 你可以用 setDateHeader 来设置这个头以避免转换时间格式的麻烦。

  • Expires：应该在什么时候认为文档已经过期，从而不再缓存它？

  • Last-Modified：文档的最后改动时间。

  • 客户可以通过 If-Modified-Since 请求头提供一个日期，该请求将被视为一个条件 GET，只有改动时间迟于指定时间的文档才会返回，否则返回一个 304（Not Modified）状态。

  • Last-Modified 也可用setDateHeader方法来设置。

  • Location：表示客户应当到哪里去提取文档

  • Location 通常不是直接设置的，而是通过 HttpServletResponse 的 sendRedirect 方法，该方法同时设置状态代码为 302 。

  • Refresh：表示浏览器应该在多少时间之后刷新文档，以秒计

  • 除了刷新当前文档之外，你还可以通过 setHeader("Refresh", "5; URL=http://host/path") 让浏览器读取指定的页面。 注意这种功能通常是通过设置 HTML 页面 HEAD 区的 ＜META HTTP-EQUIV="Refresh" CONTENT="5;URL=http://host/path"＞ 实现，这是因为，自动刷新或重定向对于那些不能使用 CGI 或 Servlet 的 HTML编写者十分重要

  • 但是，对于 Servlet 来说，直接设置 Refresh 头更加方便

  • 注意 Refresh 的意义是“N秒之后刷新本页面或访问指定页面”，而不是“每隔N秒刷新本页面或访问指定页面”。

  • 因此，连续刷新要求每次都发送一个 Refresh头，而发送 204 状态代码则可以阻止浏览器继续刷新，不管是使用 Refresh 头还是 ＜META HTTP-EQUIV="Refresh" ...＞

  • 注意：Refresh 头不属于 HTTP 1.1 正式规范的一部分，而是一个扩展，但 Netscape 和 IE 都支持它

  • Server：服务器名

  • Servlet 一般不设置这个值，而是由 Web 服务器自己设置

  • Set-Cookie：设置和页面关联的Cookie

  • Servlet 不应使用 response.setHeader("Set-Cookie", ...)，而是应使用HttpServletResponse 提供的专用方法 addCookie

四、Cookie

某些网站为了辨别用户身份而储存在用户本地终端（Client Side）上的数据（通常经过加密）

1. 分类

Cookie 总是保存在客户端中，按在客户端中的存储位置可分为

  • 内存Cookie
  • 内存Cookie 由浏览器维护，保存在内存中，浏览器关闭后就消失了，其存在时间是短暂的
  • 硬盘Cookie
  • 硬盘Cookie 保存在硬盘里，有一个过期时间，除非用户手工清理或到了过期时间，硬盘Cookie 不会被删除，其存在时间是长期的

所以，按存在时间，可分为 非持久Cookie 和 持久Cookie

2. 用途

因为 HTTP 协议是无状态的，即服务器不知道用户上一次做了什么，这严重阻碍了交互式 Web 应用程序的实现。Cookie就是用来绕开 HTTP 的无状态性的“额外手段”之一。服务器可以设置或读取 Cookies 中包含信息，借此维护用户跟服务器会话中的状态

3. 应用场景：

  • 当登录一个网站时，网站往往会请求用户输入用户名和密码，并且用户可以勾选“下次自动登录”
  • 如果勾选了，那么下次访问同一网站时，用户会发现没输入用户名和密码就已经登录了
  • 这正是因为前一次登录时，服务器发送了包含登录凭据（用户名加密码的某种加密形式）的 Cookie 到用户的硬盘上
  • 第二次登录时，（如果该 Cookie 尚未到期）浏览器会发送该 Cookie ，服务器验证凭据，于是不必输入用户名和密码就让用户登录了

4. Cookie的缺陷

  • Cookie 会被附加在每个 HTTP 请求中，所以无形中增加了流量
  • 由于在HTTP请求中的 Cookie 是明文传递的，所以安全性成问题（除非用 HTTPS）
  • Cookie 的大小限制在4KB左右。对于复杂的存储需求来说是不够用的

5. 识别功能

  • 如果在一台计算机中安装多个浏览器，每个浏览器都会以独立的空间存放 Cookie
  • 因为 Cookie 中不但可以确认用户信息，还能包含计算机和浏览器的信息，所以一个用户使用不同的浏览器登录或者用不同的计算机登录，都会得到不同的 Cookie 信息
  • 另一方面，对于在同一台计算机上使用同一浏览器的多用户群，Cookie 不会区分他们的身份，除非他们使用不同的用户名登录。

参考文章：
[1] 维基百科：超文本传输协议
[2] 维基百科：Cookie
[2] madfrag:HTTP响应头信息和请求头信息详解

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