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# HTTP 网络协议

# HTTP 请求报文

一个HTTP请求报文由以下四部分组成：请求行(request line),消息头部(header),空行,请求正文 如下请求报文：


POST /index.html HTTP/1.1
HOST: www.xxx.com
User-Agent: Mozilla/5.0(Windows NT 6.1;rv:15.0) Firefox/15.0

username=admin&pwd=123456qw

# 1:请求行

请求行由 请求方法,URL 和 HTTP协议版本3个部分组成 例如：

GET /index.html HTTP/1.1

常见的HTTP协议的请求方法有

  • GET 获取资源
  • POST 往服务器提交数据,传输实体主体
  • PUT 创建或修改数据
  • HEAD 获取报文首部
  • DELETE 删除数据
  • OPTIONS 询问服务器是否支持HTTP请求方法

# 2:请求头部

请求头部由关键字/值对组成,每行一对,关键字和值用英文冒号:分割. 请求头部用于告知服务器有关于客户端的信息。

  • 通用头部(General Header)
  • 请求头部(Request Header)
  • 响应头部(Responce Header)
  • 实体头部(Entity Header Fields)

# 3:空行

最后一个请求头之后是一个空行,发送回车符和换行符,通知服务器以下不再有请求头

# 4:请求数据

请求数据不在POST方法使用,适用于需要客户填写表单的场合,与请求数据相关的最常使用的请求头是Content-Type和Content-Length

# HTTP 响应报文

HTTP 响应报文由4个部分组成 响应行,响应头, 空行,响应体 如下响应报文：


HTTP/1.1 200 OK
Content-Encoding: gzip
Content-Type: text/html;charset=utf-8

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <p>this is http response</p>
</body>
</html>

# 1:响应行

响应行包含以下几部分

  • HTTP-Version 服务器HTTP协议的版本
  • Status-Code 服务器发回的响应状态代码
  • Reason-Phrase 状态代码的文本描述

# 网络协议分层模型

  • OSI 7层模型: (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 4层模型：（应用层，传输层，网络层，数据链路层）

# TCP 特性

  • TCP 是一种面向连接的单播协议,在发送数据前，通信双方必须建立在彼此的一条链接上
  • 在一个TCP连接中,仅有两方进行彼此通信，广播和多播不能用于TCP
  • TCP 并不能保证数据一定会被对方接受到

# TCP/IP 三次握手

所谓三次握手(Three-way Handshake)是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包。

【三次握手的目的】

  • 确认客户端和服务端,接受数据和发送数据的能力是否正常
  • 指定自己的初始化序列号,为后面的可靠传送做准备
  • 如果是HTTPS协议的话,三次握手过程还会进行数字证书的校验以及加密密钥的生成。

【三次握手流程】

  • 第一次握手: 客户端给服务端发送一个SYN报文,并指明客户端的初始化序列号(ISN). 此时客户端处于SYN_SENT状态.（Synchronize Sequence Numbers）

  • 第二次握手：服务端收到SYN报文之后,会以自己的SYN作为应答，并指定自己的初始化序列号ISN,同时会把客户端的ISN+1作为ACK的值，表示已经收到了客户端的SYN，此时服务器处于SYN_RCVD的状态

  • 第三次握手,客户端收到SYN报文后,会发送一个ACK报文,当然,也是一样把服务器的ISN+1作为ACK的值，表示已经收到了服务端的SYN报文,此时客户端处于ESTABLISHED 状态

  • 服务器收到ACK 报文之后,也处于ESTABLISHED 状态，此时，双方建立链接，TCP握手结束

客户端(Client)状态 建立连接（三次握手） 服务端(Server)状态
CLOSED LISTEN
SYN报文,seq=k ---->
SYN_SENT
<---- SYN 报文,ACK=seq(k)+1,seq=y
SYN_RCVD
ACK=y+1 ----->
ESTABLISHED ESTABLISHED

三次握手流程

# OSI 7层网络模型

OSI是 Open System Interconnection的缩写,国际化标准化组织(ISO)制定了OSI模型,定义了不同互联网的标准,是设计和描述计算机网络通信的基本框架。

参考模型(从上往下) 各层含义
应用层 为应用程序提供服务,比如HTTP,FTP,SMTP,POP3等
表示层 数据格式转换翻译，数据加密，解密，压缩解压缩
会话层 不同机器之间的用户建立及管理会话
传输层 建立管理和维护端到端的链接,TCP,UDP
网络层 IP处理及路由选择
数据链路层 物理地址，网卡交换机
物理层 光纤线缆通信比特流传输

# 四次挥手

TCP链接的断开需要发送4个包,因此称为4次挥手(Four-way handshake),也叫改进的三次握手,客户端和服务器均可主动发起挥手动作。在socket编程中,任何一方执行close() 操作即可产生挥手操作

# 第一次挥手(FIN=1,seq=x)

假设客户端想要关闭链接,客户端发送一个FIN标志位为1的包，表示自己已经没有数据可以发送了,但是仍然可以接收数据。发送完毕后，客户端进入FIN_WAIT_1 状态

# 第二次挥手(ACK=1,ACKnum=x+1)

服务端确认客户端的FIN 包,发送一个确认包,表明自己接收到了客户端关闭链接的请求,但还没有准本好关闭连接。 发送完毕后。服务端进入CLOSE_WAIT状态,客户端接收到这个确认包之后进入FIN_WAIT_2状态,等待服务器端关闭连接。

# 第三次挥手(FIN=,seq=y)

服务端准备好关闭连接时候,向客户端发送结束连接请求,FIN置位1。发送完毕后,服务端进入LAST_ACK状态,等待来自客户端最后一个ACK。

# 第四次挥手(ACK=1,ACKnum=y+1)

客户端收到服务端发送的FIN报文,向服务端发送ACK报文,ACMnum=y+1,然后客户端进入TIME_WAIT状态,服务端收到客户端ACK报文后，就关闭连接。此时，客户端等待2MSL后依然没有收到回复,则证明服务端已正常关闭,客户端也可以关闭连接了.

客户端(Client)状态 断开连接（四次挥手） 服务端(Server)状态
ESTABLISHED ESTABLISHED
FIN,ACK=1,seq=x ---->
FIN_WAIT_1
<---- ACK ack=x+1 seq=1
FIN_WAIT_2 CLOSE_WAIT
<---- ACK ack=x+1 seq=1
LAST_ACK
ACK,ACK=seq+1,seq=ack ---->
TIME_WAIT CLOSE

TCP/IP4次挥手

::: 计算规则

  • seq: 为序列号
  • ack: 为应答码
  • seq = 对方上次的ack(首次发送时seq为系统随机生成)
  • ack = 对方的seq+1(无数据传输时) 或者seq+L(报文数据的长度L)
  • 参考 TCP的三次握手和四次挥手 :::

# 常见的HTTP 状态码

1xx: 状态信息码,表示服务端已经接收了客户端的请求,客户端可继续发送请求
    100（Continue/继续）
    101（Switching Protocols/转换协议）

2XX: 成功状态码
    200 请求OK
    204 No Content 没有内容
    206 Partial Content 局部内容

3XX: 跳转
    301: (Permanently Moved) 永久重定向
    302：(Temporarily Moved ) 临时重定向

4xx：用户指定客户端的错误
    400（Bad Request/错误请求）：指出客户端请求中的语法错误
    401（Unauthorized/未授权）：表示客户端在授权头信息中没有有效的身份信息时，访问收到密码保护的页面。这个授权必须包含一个WWW-Authenticate的授权信息头
    403（Forbidden/禁止）：表示除非拥有授权，否则服务器拒绝提供所请求的资源。
    404（Not Found）：无法找到资源

5xx：用户指定服务器的错误
    500 (Internal Server Error/内部服务器错误)：是常用的“服务器错误”状态
    502 (Bad Gateway/错误的网关)：被用于充当代理或网关的服务器；该状态指出接收服务器接收到远端服务器的错误响应。

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