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【计算机网络】HTTP协议（一）——超文本传输协议

news 2025/9/13 6:37:57

一、引言

二、HTTP 概述

关键头字段

三、HTTP 与 HTTPS

四、HTTP 工作原理

五、HTTP 请求方法

六、HTTP 状态码

七、HTTP 版本演进

八、示例代码（HTTP请求）

九、具体过程描述——连接方式

十、HTTP应答

附：性能优化建议

一、引言

OSI模型分层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层；

TCP/IP模型分层：应用层、传输层（运输层）、网络层、数据链路层。

二、HTTP 概述

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种用于传输超文本（如HTML）的应用层协议，是万维网（WWW）的数据通信基础。它基于客户端-服务器模型，通过请求-响应机制实现数据交换。

关键头字段

Host：指定服务器域名。
User-Agent：客户端标识。
Content-Type：请求体类型（如application/json）。
Cache-Control：缓存策略。

三、HTTP 与 HTTPS

HTTPS是HTTP的安全版本，通过TLS/SSL加密数据。区别如下：

端口：HTTP默认80，HTTPS默认443。
安全性：HTTPS防止窃听、篡改和中间人攻击。

四、HTTP 工作原理

客户端发起请求：客户端（如浏览器）向服务器发送HTTP请求，请求中包含方法（如GET、POST）、资源路径、协议版本等信息。
服务器处理请求：服务器解析请求并返回响应，响应中包含状态码（如200、404）、响应头和响应体（如HTML内容）。
连接关闭或保持：默认情况下，HTTP/1.1支持持久连接（Keep-Alive），而HTTP/2进一步优化了多路复用。

五、HTTP 请求方法

GET：申请获取资源，而不对服务器产生任何其他影响。（参数通过URL传递）。
POST：客户端向服务器提交数据的方法，这种方法会影响服务器；服务器可能根据收到的数据动态创建新的资源，也可能更新原有的资源。（参数在请求体中）。
PUT：更新服务器上的资源。
DELETE：删除指定资源。
HEAD：类似GET，不过仅要求服务器返回头部信息，而不需要传输任何实际内容。
TRACE：要求目标服务器返回原始HTTP请求的内容。可用来查看中间服务器（比如代理服务器）对HTTP请求的影响。
OPTIONS：查看服务器对某个特定URL都支持哪些请求方法，也可以把URL设置为*，从而获得服务器支持的所有请求方法。
CONNECT：用于某些代理服务器，能够把请求的链接转化为一个安全隧道。
PATCH：对某个资源做部分修改。

六、HTTP 状态码

1xx（信息性）：请求已接收，继续处理。（如：100Continue，服务器收到客户端的请求和头部信息，告诉客户端继续发送数据部分。客户端通常要先发送Expect：100-continue 头部告诉服务器自己还有数据要送达）
2xx（成功）：请求成功处理，如200（OK，请求成功）。
3xx（重定向）：需进一步操作，如301 Moved Permanently（永久重定向，资源被转移了，请求将被重定向）、302 Found（通知客户端资源能够在其他地方找到，但需要使用GET方法获取）、304、307等。
4xx（客户端错误）：请求有误，如400（通用客户请求错误），401（请求需要认证信息），403，404（资源未找到）等。
5xx（服务器错误）：服务器处理失败，如500（内部错误），503（暂时无法访问服务器）。

七、HTTP 版本演进

HTTP/1.0：每个请求需单独建立连接。
HTTP/1.1：引入持久连接和管道化。
HTTP/2：二进制分帧、多路复用、头部压缩。
HTTP/3：基于QUIC协议，减少延迟。

八、示例代码（HTTP请求）

HTTP协议是介于浏览器和服务器之间的通信，在应用层，但在传输层应用的是TCP协议。因此应用浏览器当作客户端连接服务器端。TCP的服务器端接收浏览器发过来的数据。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>int main(){//创建套接字，返回值：文件描述符，参数：收到，流式服务int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd==-1){exit(1);//退出}struct sockaddr_in saddr,caddr;//saddr代表服务器的，caddr代表客户端即浏览器memset(&saddr,0,sizeof(saddr));//先清空套接字地址，在进行填充saddr.sin_family =AF_INET;saddr.sin_port =htons(80);saddr.sin_addr.s_addr =inet_addr("127.0.0.1");//绑定ip和端口int res =bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));if(res==-1){printf("bind err\n");//绑定失败打印错误信息exit(1);}//创建监听队列res =listen(sockfd,5);if(res==-1){exit(1);}while(1){//接收客户端连接int len=sizeof(caddr);int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//如果客户端不连接则会阻塞if(c<0){continue;}printf("accept c=%d\n",c);//c就是描述符，通过描述符和客户端进行沟通char buff[1024]={0};int n=recv(c,buff,1023,0);//这时从c上接收数据，把数据存入buff中printf("buff=%s\n",buff);//给客户端回复数据send(c,"ok",2,0);close(c);}
}

注意：此时应切换到管理员账户下，才有权限访问，如下：

九、具体过程描述——连接方式

长连接：keep 连接建立之后发送请求回复应答之后不关闭，继续发送请求（两次及两次以上）。即复用同一个TCP连接。
短连接：close 请求一次应答一次。

当在浏览器中输入www.baidu.com会发生什么事情?

首先www.baidu.com是一个域名，不是一个IP，因此需要通过DNS解析去查看IP和端口（DNS如何去查后续补充）。获取I和端口之后，浏览器会跟服务器进行三次握手建立连接TCP。然后浏览器向服务器发送数据，发送HTTP的请求报文（buff=....)。服务器收到请求报文后，回复应答报文。

十、HTTP应答

//给客户端回复数据//头部int size=5;char head[256]="HTTP/1.1 200 ok\r\n";strcat(head,"Server:myhttp\r\n");sprintf(head+strlen(head),"Content=Length:%d\r\n",size);//数据部分和头部之间有一个空格请求,标识头部字段结束strcat(head,"\r\n");//空行//数据部分strcat(head,"hello");send(c,head,strlen(head),0);printf("head:\n%s\n",head);