应用层协议之HTTP
一、HTTP简介
HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年被提出，经过几年的使用与发展，得到不断的完善和扩展。
HTTP的历史版本：
- HTTP 0.9:1991年发布的第一个版本，只有一个命令
GET，服务器只能回应HTML格式的字符串。 - HTTP 1.0:1996年发布的版本，内容量大大增加。除了
GET命令外，还引入了POST命令和HEAD命令、HTTP请求和回应的格式除了数据部分，每次通信都必须包括头信息，用来描述一些元数据。 - HTTP 1.1：1997年发布的版本，进一步完善了
HTTP协议，直到现在还是最流行的版本。 - SPDY 协议：2009年谷歌为了解决
HTTP1.1效率不高的问题而自行研发的协议。 - HTTP 2：2015年新发布的版本，
SPDY协议的主要特征也在此版本中。
HTTP协议的主要特点：
- 支持C/S（客户/服务器）模式
-
简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有
GET、HEAD、POST，每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。 -
灵活：
HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。 - 无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
-
无状态：
HTTP协议是无状态协议，无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大；而另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答速度比较快。
HTTP URL的格式如下所示：
http://host[":"port][abs_path]
http表示通过HTTP协议来定位网络资源；host表示合法的Internet主机域名或者IP地址；port指定一个端口号，为空则使用默认端口：80；abs_path指定请求资源的URI（Web上任意的可用资源）。
二、HTTP请求报文
HTTP报文是面向文本的，报文中的每一个字段都是一些ASCII码串，各个字段的长度是不确定的。一般一个HTTP请求报文由请求行、请求报头、空行和请求数据4个部分组成，如下图所示：
请求报文的一般格式
1. 请求行
请求行由请求方法，URL字段和HTTP协议的版本组成，格式如下：
Method Request-URI HTTP-Version CRLF
其中Method表示请求方法，Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出现单独的CR或LF字符）。
HTTP请求方法有8种：分别是GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、TRACE、CONNECT、OPTIONS。对于移动开发最常用的就是GET和POST了。
| 请求方式 | 作用 |
|---|---|
| GET | 请求获取Request-URI所标识的资源 |
| POST | 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据 |
| HEAD | 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头 |
| PUT | 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识 |
| DELETE | 请求服务器删除Request-URI所标识的资源 |
| TRACE | 请求服务器会送收到的请求信息，主要用于测试和诊断 |
| 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 |
| OPTIONS | 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求 |
2. 请求报头
在请求行之后会有0个或者多个请求报头，每个请求报头都包含一个一个名字和一个值，它们之间用英文冒号“：”分割。关于请求报头，在本文后面会做统一解释。
3. 请求数据
请求数据不在GET方法中使用，而在POST方法中使用。POST方法适用于需要客户填写表单的场合，与请求数据相关的最常用的请求报头是Content-Type和Content-Length。
HTTP响应报文
响应报文的一般格式如下图所示：
响应报文的一般格式
HTTP响应报文由状态行、响应报头、空行、响应正文组成。关于响应报头，同样会在后面做统一解释。响应正文是服务器返回的资源的内容，下面先来看看状态行：
状态行
状态行格式如下所示：
HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态码；Reason-Phrase表示状态码的文本描述。状态码由3位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有5种可能取值：
| 取值 | 说明 |
|---|---|
| 100 ~ 199 | 指示信息，收到请求，需要请求者继续执行操作 |
| 200 ~ 299 | 请求成功，请求已被成功接收并处理 |
| 300 ~ 399 | 重定向，要求完成请求必须进行更进一步的操作 |
| 400 ~ 499 | 客户端错误，请求有语法错误或请求无法实现 |
| 500 ~ 599 | 服务端错误，服务器不能实现合法的请求 |
常见的状态码如下：
- 200 OK：客户端请求成功。
- 400 Bad Request：客户端请求有语法错误，服务器无法理解。
- 401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用。
- 403 Forbidden:服务器收到请求，但是拒绝提供服务。
- 500 Internal Server Error：服务器内部错误，无法完成请求。
- 503 Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常。
HTTP消息报头
消息报头分为通用报头、请求报头、响应报头、实体报头等。消息报头由键值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号“：”分割。
1. 通用报头
它既可以出现在请求报头，也可以出现在响应报头中，如下所示：
| 键名 | 作用 |
|---|---|
| Date | 表示消息产生的日期和时间 |
| Connection | 允许发送指定连接的选项。例如指定连接是连续的：或者指定“close”选项，通知服务器，在响应完成后，关闭连接 |
| Cache-Control | 用于指定缓存指令，缓存指令是单向的（响应中出现的缓存指令在请求中未必会出现），且是独立的（一个消息的缓存指令不会影响另一个消息处理的缓存机制） |
2. 请求报头
请求报头通知服务器关于客户端请求的信息。典型的请求报头如下所示：
| 键名 | 作用 |
|---|---|
| Host | 请求的主机名，允许多个域名同处一个IP地址，即虚拟主机 |
| User-Agent | 发送请求的浏览器类型、操作系统等信息 |
| Accept | 客户端可识别的内容类型列表，用于指定客户端接收哪些类型的信息 |
| Accept-Encoding | 客户端可识别的数据编码 |
| Accept-Language | 表示浏览器所支持的语言类型 |
| Connection | 允许客户端和服务端指定与请求/相应连接有关的选项。例如：这时为Keep-Alive则表示保持连接 |
| Transfer-Encoding | 告知接收端为了保证报文的可靠传输，对报文采用了什么编码方式 |
3. 响应报头
用于服务器传递自身信息的响应。常见的响应报头如下所示：
| 键名 | 作用 |
|---|---|
| Location | 用于重定向接受者到一个新的位置，常用在更换域名的时候 |
| Server | 包含服务器用来处理请求的系统信息，与User-Agent请求报头是相对应的 |
4. 实体报头
实体报头用来定义被传送资源的信息，其既可用于请求也可用于响应。请求和响应消息都可传送一个实体，常见的实体报头如下所示：
| 键名 | 作用 |
|---|---|
| Content-Type | 发送给接受者的实体正文的媒体类型 |
| Content-Length | 实体正文的长度 |
| Content-Language | 描述资源所用的自然语言 |
| Content-Encoding | 实体报头被用作媒体类型的修饰符。它的值指示了已经被应用到实体正文的附加内容的编码，因而要获得Content-Type报头域中所引用的媒体类型，必须采用相应的解码机制。 |
| Last-Modified | 实体报头用于指示资源的最后修改日期和时间 |
| Expires | 实体报头给出响应过期的日期和时间 |
