http介绍、http使用内容类型、HTTP的网络层次

http介绍

HTTP(HyperText Transfer Protocol)是一套计算机通过网络进行通信的规则。计算机专家设计出HTTP，使HTTP客户（如Web浏览器）能够从HTTP服务器(Web服务器)请求信息和服务，HTTP目前协议的版本是1.1.HTTP是一种无状态的协议，无状态是指Web浏览器和Web服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后Web服务器返回响应(response)，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息.HTTP遵循请求(Request)/应答(Response)模型。Web浏览器向Web服务器发送请求，Web服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构造成一套请求和应答。

http使用内容类型

HTTP使用内容类型，是指Web服务器向Web浏览器返回的文件都有与之相关的类型。所有这些类型在MIME　Internet邮件协议上模型化，即Web服务器告诉Web浏览器该文件所具有的种类，是HTML文档、GIF格式图像、声音文件还是独立的应用程序。大多数Web浏览器都拥有一系列的可配置的辅助应用程序，它们告诉浏览器应该如何处理Web服务器发送过来的各种内容类型。

HTTP的网络层次

在Internet中所有的传输都是通过TCP/IP进行的。TCP/IP模型和OSI模型类似，但是只分为四层(OSI模型一共分为七层)。HTTP协议作为TCP/IP模型中应用层的协议也不例外。HTTP在网络中的层次如图1所示。

可以看出，HTTP是基于传输层TCP协议的，而TCP是一个端到端的面向连接的协议。所谓的端到端可以理解为进程到进程之间的通信。所以HTTP在开始传输之前，首先需要建立TCP连接，而TCP连接的过程需要所谓的“三次握手”(当我们向服务器发送HTTP请求，获取数据、修改信息时，都需要建立TCP连接，包括三次握手，四次分手)。概念如图2所示。

tcp三次握手：

三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，HTTP就可以开始传输数据了。一个重要的概念是面向连接，即HTTP在传输完成之间并不断开TCP连接。在HTTP1.1中(通过Connection头设置)这是默认行为。

当访问一个链接的时候，所获取的不仅仅是一个HTML，而是浏览器对HTML解析的过程中，如果发现需要获取的内容，会再次发起HTTP请求去服务器获取，比如样式图片等静态资源，只依靠一个TCP连接就够了，这就是所谓的持久连接。也是所谓的一次HTTP请求完成。

建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。具体过程如下图所示。

tcp四次挥手：

http通信

HTTP通信机制是在一次完整的HTTP通信过程中，Web浏览器与Web服务器之间将完成下列7个步骤：

DNS解析

DNS解析的过程就是寻找哪台机器上有你需要资源的过程。当你在浏览器中输入一个地址时，例如www.baidu.com，其实不是百度网站真正意义上的地址。互联网上每一台计算机的唯一标识是它的IP地址，但是IP地址并不方便记忆。用户更喜欢用方便记忆的网址去寻找互联网上的其它计算机，也就是上面提到的百度的网址。所以互联网设计者需要在用户的方便性与可用性方面做一个权衡，这个权衡就是一个网址到IP地址的转换，这个过程就是DNS解析。它实际上充当了一个翻译的角色，实现了网址到IP地址的转换。

建立TCP连接

在HTTP工作开始之前，Web浏览器首先要通过网络与Web服务器建立连接，该连接是通过TCP来完成的，该协议与IP协议共同构建Internet，即著名的TCP/IP协议族，因此Internet又被称作是TCP/IP网络。HTTP是比TCP更高层次的应用层协议，根据规则，只有低层协议建立之后才能，才能进行更层协议的连接，因此，首先要建立TCP连接，一般TCP连接的端口号是80

Web浏览器向Web服务器发送请求命令

一旦建立了TCP连接，Web浏览器就会向Web服务器发送请求命令
例如：GET/sample/hello.jsp HTTP/1.1

Web浏览器发送请求头信息

浏览器发送其请求命令之后，还要以头信息的形式向Web服务器发送一些别的信息，之后浏览器发送了一空白行来通知服务器，它已经结束了该头信息的发送。

Web服务器应答

客户机向服务器发出请求后，服务器会向客户机回送应答，
HTTP/1.1 200 OK
应答的第一部分是协议的版本号和应答状态码

Web服务器发送应答头信息

正如客户端会随同请求发送关于自身的信息一样，服务器也会随同应答向用户发送关于它自己的数据及被请求的文档。

Web服务器向浏览器发送数据

Web服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据

Web服务器关闭TCP连接

一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码
Connection:keep-alive
TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。

请求报头

请求报头允许客户端向服务器传递请求的附加信息和客户端自身的信息。

PS: 客户端不一定特指浏览器，有时候也可使用Linux下的CURL命令以及HTTP客户端测试工具等。
常见的请求报头有: Accept, Accept-Charset, Accept-Encoding, Accept-Language, Content-Type, Authorization, Cookie, User-Agent等。
HTTP请求报文由3部分组成（请求行+请求头+请求体）：

①是请求方法，GET和POST是最常见的HTTP方法，除此以外还包括DELETE、HEAD、OPTIONS、PUT、TRACE。不过，当前的大多数浏览器只支持GET和POST，Spring 3.0提供了一个HiddenHttpMethodFilter，允许你通过“_method”的表单参数指定这些特殊的HTTP方法（实际上还是通过POST提交表单）。服务端配置了HiddenHttpMethodFilter后，Spring会根据_method参数指定的值模拟出相应的HTTP方法，这样，就可以使用这些HTTP方法对处理方法进行映射了。

②为请求对应的URL地址，它和报文头的Host属性组成完整的请求URL，③是协议名称及版本号。

④是HTTP的报文头，报文头包含若干个属性，格式为“属性名:属性值”，服务端据此获取客户端的信息。

⑤是报文体，它将一个页面表单中的组件值通过param1=value1¶m2=value2的键值对形式编码成一个格式化串，它承载多个请求参数的数据。不但报文体可以传递请求参数，请求URL也可以通过类似于“/chapter15/user.html? param1=value1¶m2=value2”的方式传递请求参数。

响应头

后端从在固定的端口接收到TCP报文开始，这一部分对应于编程语言中的socket。它会对TCP连接进行处理，对HTTP协议进行解析，并按照报文格式进一步封装成HTTP Request对象，供上层使用。这一部分工作一般是由Web服务器去进行，我使用过的Web服务器有Tomcat, Jetty和Netty等等。

HTTP响应报文也是由三部分组成: 状态码, 响应报头和响应报文。

①报文协议及版本；

②状态码及状态描述；

③响应报文头，也是由多个属性组成；

④响应报文体，即我们所需要的数据。

响应码

和请求报文相比，响应报文多了一个“响应状态码”，它以“清晰明确”的语言告诉客户端本次请求的处理结果。

HTTP的响应状态码由5段组成：

1xx 消息，一般是告诉客户端，请求已经收到了，正在处理，别急…

2xx 处理成功，一般表示：请求收悉、我明白你要的、请求已受理、已经处理完成等信息.

3xx 重定向到其它地方。它让客户端再发起一个请求以完成整个处理。

4xx 处理发生错误，责任在客户端，如客户端的请求一个不存在的资源，客户端未被授权，禁止访问等。

5xx 处理发生错误，责任在服务端，如服务端抛出异常，路由出错，HTTP版本不支持等。

常见状态代码、状态描述的说明如下。

200 OK：客户端请求成功。

400 Bad Request：客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解。

401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态代码必须和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。

404 Not Found：请求资源不存在，举个例子：输入了错误的URL。

500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误。

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，举个例子：HTTP/1.1 200 OK（CRLF）。
响应码对照表