轻松认识HTTP协议的概念和工作原理

轻松认识HTTP协议的概念和工作原理当我们想浏览一个网站的时候，只要在浏览器的地址栏里输入网站的地址就可以了，例如：，但是在浏览器的地址栏里面出现的却是：，你知道为什么会多出一个“http”吗？一、HTTP协议是什么我们在浏览器的地址栏里输入的网站地址叫做URL(UniformResourceLocator，统一资源定位符)。就像每家每户都有一个门牌地址一样，每个网页也都有一个Internet地址。当你在浏览器的地址框中输入一个URL或是单击一个超级链接时，URL就确定了要浏览的地址。浏览器通过超文本传输协议(HTTP)，将Web服务器上站点的网页代码提取出来，并翻译成漂亮的网页。因此，在我们认识HTTP之前，有必要先弄清楚URL的组成,例如：。它的含义如下：1.http://：代表超文本传输协议，通知microsoft.com服务器显示Web页，通常不用输入；2.：代表一个Web(万维网)服务器；3.Microsoft.com/：这是装有网页的服务器的域名，或站点服务器的名称；4.China/：为该服务器上的子目录，就好像我们的文件夹；5.Index.htm：index.htm是文件夹中的一个HTML文件(网页)。我们知道，Internet的基本协议是TCP/IP协议，然而在TCP/IP模型最上层的是应用层(Applicationlayer)，它包含所有高层的协议。高层协议有：文件传输协议FTP、电子邮件传输协议SMTP、域名系统服务DNS、网络新闻传输协议NNTP和HTTP协议等。HTTP协议(HypertextTransferProtocol，超文本传输协议)是用于从服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。这就是你为什么在浏览器中看到的网页地址都是以“http://”开头的原因。自诞生以来，一个多姿多彩的资讯和虚拟的世界便出现在我们眼前，可是我们怎么能够更加容易地找到我们需要的资讯呢？当决定使用超文本作为文档的标准格式后，于是在1990年，科学家们立即制定了能够快速查找这些超文本文档的协议，即HTTP协议。经过几年的使用与发展，得到不断的完善和扩展，目前在的第六版。二、HTTP是怎样工作的既然我们明白了URL的构成，那么HTTP是怎么工作呢？我们接下来就要讨论这个问题。由于HTTP协议是基于请求/响应范式的(相当于客户机/服务器)。一个客户机与服务器建立连接后，发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符(URL)、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。许多HTTP通讯是由一个用户代理初始化的并且包括一个申请在源服务器上资源的请求。最简单的情况可能是在用户代理和服务器之间通过一个单独的连接来完成。在Internet上，HTTP通讯通常发生在TCP/IP连接之上。缺省端口是TCP80，但其它的端口也是可用的。但这并不预示着HTTP协议在Internet或其它网络的其它协议之上才能完成。HTTP只预示着一个可靠的传输。这个过程就好像我们打电话订货一样，我们可以打电话给商家，告诉他我们需要什么规格的商品，然后商家再告诉我们什么商品有货，什么商品缺货。这些，我们是通过电话线用电话联系(HTTP是通过TCP/IP)，当然我们也可以通过传真，只要商家那边也有传真。以上简要介绍了HTTP协议的宏观运作方式，下面介绍一下HTTP协议的内部操作过程。在中，“客户”与“服务器”是一个相对的概念，只存在于一个特定的连接期间，即在某个连接中的客户在另一个连接中可能作为服务器。基于HTTP协议的客户/服务器模式的信息交换过程，它分四个过程：建立连接、发送请求信息、发送响应信息、关闭连接。这就好像上面的例子，我们电话订货的全过程。其实简单说就是任何服务器除了包括HTML文件以外，还有一个HTTP驻留程序，用于响应用户请求。你的浏览器是HTTP客户，向服务器发送请求，当浏览器中输入了一个开始文件或点击了一个超级链接时，浏览器就向服务器发送了HTTP请求，此请求被送往由IP地址指定的URL。驻留程序接收到请求，在进行必要的操作后回送所要求的文件。在这一过程中，在网络上发送和接收的数据已经被分成一个或多个数据包(packet)，每个数据包包括：要传送的数据；控制信息，即告诉网络怎样处理数据包。TCP/IP决定了每个数据包的格式。如果事先不告诉你，你可能不会知道信息被分成用于传输和再重新组合起来的许多小块。也就是说商家除了拥有商品之外，它也有一个职员在接听你的电话，当你打电话的时候，你的声音转换成各种复杂的数据，通过电话线传输到对方的电话机，对方的电话机又把各种复杂的数据转换成声音，使得对方商家的职员能够明白你的请求。这个过程你不需要明白声音是怎么转换成复杂的数据的。了解协议在前一篇文章里，我们介绍了网络应用和网络协议的一些基础知识，现在，让我们来了解一下网络协议。历史上，先后问世了多个具有重大社会影响的电子通信技术。第一个这样的技术是19世纪70年代发明的电话。电话使得不在同一物理位置的两人得以实时地口头交流。它对社会有重大的影响——有好的也有坏的。下一个电子通信技术是20世纪20年代及30年代问世的广播收音机/电视机。广播收音机/电视机使得人们能收听收视大量的音频和视频信息。它对社会同样有重大的影响——有好的也有坏的。改变了人们的生活与工作方式的第三个重大通信技术是web。web最吸引用户的也许是它的随选(ondemand)操作性。用户只在想要时收到所要的东西。这一点不同于广播收音机/电视机。广播收音机/电视机的用户是在其内容供应商播出内容期间被迫收听收视。除了随选操作性，Web还有许多大家喜爱的其他精彩特性。任何个人都可以极其容易地在Web上公布任何信息;任何人都可能以极低的成本成为发行人。超链接和搜索引擎帮助我们在Web站点的海洋中导航。图形和动画刺激着我们的感官。表单、Java小应用程序、Activex控件以及其他许多设备使得我们能与Web页面和站点交互。Web还越来越普遍地提供存放在因特网中的、可随选访问(即点播)的大量音频和视频材料的菜单接口。HTTP概貌Web的应用层协议HTTP是Web的核心。HTTP在Web的客户程序和服务器程序中得以实现。运行在不同端系统上的客户程序和服务器程序通过交换HTTP消息彼此交流。HTTP定义这些消息的结构以及客户和服务器如何交换这些消息。在详细解释HTTP之前，我们先来回顾一些web中的术语。Web页面(webpage，也称为文档)由多个对象构成。对象(object)仅仅是可由单个URL寻址的文件，例如HTML文件、JPG图像、GIF图像、JAVA小应用程序、语音片段等。大多数Web页面由单个基本HIML文件和若干个所引用的对象构成。例如，如果一个Web页面包含HTML文本和5个JPEG图像，那么它由6个对象构成，即基本H1ML文件加5个图像。基本HTML文件使用相应的URL来引用本页面的其他对象。每个URL由存放该对象的服务器主机名和该对象的路径名两部分构成。例如，在如下的URL中:是一个主机名，/urlpath/picture.qif是一个路径名。浏览器是web的用户代理，它显示所请求的Web页面，并提供大量的导航与配置特性。Web浏览器还实现HTTP的客户端，因此在web上下文中，我们会从进程意义上互换使用“浏览器”和“客户”两词。流行的Web浏览器有NetscapeCommunicator，firefox和微软的IE等。Web服务器存放可由URL寻址的Web对象。web服务器还实现HTTP的服务器端。流行的Web服务器有Apache、微软的IIS以及NetscapeEnterpriseServer。Netcraft提供了web服务器的概要剖析[Netcrft2000]。HTTP定义Web客户(即浏览器)如何从web服务器请求Web页面，以及服务器如何把Web页面传送给客户。下图展示了这种请求—响应行为。当用户请求一个Web页面(譬如说点击某个超链接)时，浏览器把请求该页面中各个对象的HTTP请求消息发送给服务器。服务器收到请求后，以运送含有这些对象HTTP响应消息作为响应。到1997年底，基本上所有的浏览器和Web服务器软件都实现了在RFC1945中定义的HTTP/1.0版本。1998年初，一些Web服务器软件和浏览器软件开始实现在RFC2616中定义的HTTP/1.1版本。H1TP/1.1与HTTP/1.0后向兼容;运行1.1版本的web服务器可以与运行1.0版本的浏览器“对话”，运行1.1版本的浏览器也可以与运行1.0版本的Web服务器“对话”。图1HTTP请求与响应行为HTTP/1.0和HTTP/1.1都把TCP作为底层的传输协议。HTTP客户首先发起建立与服务器TCP连接。一旦建立连接，浏览器进程和服务器进程就可以通过各自的套接字来访问TCP。如前所述，客户端套接字是客户进程和TCP连接之间的“门”，服务器端套接字是服务器进程和同一TCP连接之间的“门”。客户往自己的套接字发送HTTP请求消息，也从自己的套接字接收HTTP响应消息。类似地，服务器从自己的套接字接收HTTP请求消息，也往自己的套接字发送HTTP响应消息。客户或服务器一旦把某个消息送入各自的套接字，这个消息就完全落入TCP的控制之中。TCP给HTTP提供一个可靠的数据传输服务;这意味着由客户发出的每个HTTP请求消息最终将无损地到达服务器，由服务器发出的每个HTTP响应消息最终也将无损地到达客户。我们可从中看到分层网络体系结构的一个明显优势——HTTP不必担心数据会丢失，也无需关心TCP如何从数据的丢失和错序中恢复出来的细节。这些是TCP和协议栈中更低协议层的任务。TCP还使用一个拥塞控制机制。该机制迫使每个新的TCP连接一开始以相对缓慢的速率传输数据，然而只要网络不拥塞，每个连接可以迅速上升到相对较高的速率。这个慢速传输的初始阶段称为缓启动(slowstart)。需要注意的是，在向客户发送所请求文件的同时，服务器并没有存储关于该客户的任何状态信息。即便某个客户在几秒钟内再次请求同一个对象，服务器也不会响应说:自己刚刚给它发送了这个对象。相反，服务器重新发送这个对象，因为它已经彻底忘记早先做过什么。既然HTTP服务器不维护客户的状态信息，我们于是说HTTP是一个无状态的协议(statelessprotocol)。非持久连接和持久连接HTTP既可以使用非持久连接(nonpersistentconnection)，也可以使用持久连接(persistentconnection)。HTTP/1.0使用非持久连接，HTTP/1.1默认使用持久连接。非持久连接让我们查看一下非持久连接情况下从服务器到客户传送一个Web页面的步骤。假设该贝面由1个基本HTML文件和10个JPEG图像构成，而且所有这些对象都存放在同一台服务器主机中。再假设该基本HTML文件的URL为:。下面是具体步骡:1.HTTP客户初始化一个与服务器主机连接。HTTP服务器使用默认端口号80监听来自HT