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【Linux网络】应用层协议HTTP

网友: 技术文档 2025-07-30 11:31:48

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目录

HTTP 协议

认识 URL

urlencode 和 urldecode

HTTP 协议请求与响应格式 

HTTP 常见 Header

 关于 connection 报头

 HTTP 的状态码

 HTTP 的方法

HTTP 常见方法

部分http代码

前言

    💬 hello! 各位铁子们大家好哇。

             今日更新了Linux网络http的内容
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HTTP 协议

虽然我们说, 应用层协议是我们程序猿自己定的. 但实际上, 已经有大佬们定义了一些现成的, 又非常好用的应用层协议, 供我们直接参考使用. HTTP(超文本传输协议)就是其中之一。

在互联网世界中，HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一个至关重要的协议。它定义了客户端（如浏览器）与服务器之间如何通信，以交换或传输超文本（如 HTML 文档）。

HTTP 协议是客户端与服务器之间通信的基础。客户端通过 HTTP 协议向服务器发送请求，服务器收到请求后处理并返回响应。HTTP 协议是一个无连接、无状态的协议，即每次请求都需要建立新的连接，且服务器不会保存客户端的状态信息。

认识 URL

平时我们俗称的 \"网址\" 其实就是说的 URL

 

域名会被我们客户端的应用自动转换成ip地址，叫做地址转化，也称DNS。

上面的url中，没有端口号，这里的端口号默认被忽略了，他们会默认绑定某个知名端口，所以显示上会被忽略。当浏览器发起请求时，会自动拼接端口号。

域名后面是路径，可以表示文件的唯一性。

域名表示唯一一台主机，路径表示主机上唯一的文件资源，二者结合就可以表示互联网中唯一的一个文件资源！

所以，URL也称为统一资源定位符。        

urlencode 和 urldecode

像 / ? : 等这样的字符, 已经被 url 当做特殊意义理解了. 因此这些字符不能随意出现. 比如, 某个参数中需要带有这些特殊字符, 就必须先对特殊字符进行转义.

转义的规则如下:

将需要转码的字符转为 16 进制，然后从右到左，取 4 位(不足4 位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY 格式 

这种对特殊字符进行编码处理的操作叫做urlencode。

urldecode 就是 urlencode 的逆过程;

HTTP 协议请求与响应格式 

Http请求

  • 首行: [方法] + [url] + [版本]
  • Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\\r\\n 分隔;遇到空行表示 Header 部分结束
  • Body: 空行后面的内容都是 Body. Body 允许为空字符串. 如果Body 存在, 则在Header 中会有一个 Content-Length 属性来标识 Body 的长度; 

HTTP 响应

  •  首行: [版本号] + [状态码] + [状态码解释]
  • Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\\r\\n 分隔;遇到空行表示 Header 部分结束
  • Body: 空行后面的内容都是 Body. Body 允许为空字符串. 如果Body 存在, 则在Header 中会有一个 Content-Length 属性来标识 Body 的长度; 如果服务器返回了一个 html 页面, 那么 html 页面内容就是在 body 中.

HTTP 常见 Header

  • Content-Type: 数据类型(text/html 等)
  • Content-Length: Body 的长度
  • Host: 客户端告知服务器, 所请求的资源是在哪个主机的哪个端口上;
  • User-Agent: 声明用户的操作系统和浏览器版本信息;
  • referer: 当前页面是从哪个页面跳转过来的;
  • Location: 搭配 3xx 状态码使用, 告诉客户端接下来要去哪里访问;
  • Cookie: 用于在客户端存储少量信息. 通常用于实现会话(session)的功能 

 关于 connection 报头

HTTP 中的 Connection 字段是 HTTP 报文头的一部分，它主要用于控制和管理客户端与服务器之间的连接状态

核心作用：

  • 管理持久连接：Connection 字段还用于管理持久连接（也称为长连接）。持久连接允许客户端和服务器在请求/响应完成后不立即关闭 TCP 连接，以便在同一个连接上发送多个请求和接收多个响应。

持久连接（长连接）：

  • HTTP/1.1：在 HTTP/1.1 协议中，默认使用持久连接。当客户端和服务器都不明确指定关闭连接时，连接将保持打开状态，以便后续的请求和响应可以复用同一个连接。
  • HTTP/1.0：在 HTTP/1.0 协议中，默认连接是非持久的。如果希望在HTTP/1.0上实现持久连接，需要在请求头中显式设置 Connection: keep-alive

语法格式：

  • Connection: keep-alive：表示希望保持连接以复用 TCP 连接。
  • Connection: close：表示请求/响应完成后，应该关闭TCP 连接 

 HTTP 的状态码

最常见的状态码, 比如 200(OK), 404(Not Found), 403(Forbidden), 302(Redirect, 重定向), 504(Bad Gateway)

以下是仅包含重定向相关状态码的表格：

 HTTP 状态码 301（永久重定向）和 302（临时重定向）都依赖Location 选项。以下是关于两者依赖 Location 选项的详细说明：

HTTP 状态码 301（永久重定向）：

  • 当服务器返回 HTTP 301 状态码时，表示请求的资源已经被永久移动到新的位置。
  • 在这种情况下，服务器会在响应中添加一个 Location 头部，用于指定资源的新位置。这个 Location 头部包含了新的 URL 地址，浏览器会自动重定向到该地址

例如，在 HTTP 响应中，可能会看到类似于以下的头部信息：

HTTP/1.1 301 Moved Permanently\\r\\n

Location: https://www.new-url.com\\r\\n

HTTP 状态码 302（临时重定向）：

  • 当服务器返回 HTTP 302 状态码时，表示请求的资源临时被移动到新的位置。
  • 同样地，服务器也会在响应中添加一个 Location 头部来指定资源的新位置。浏览器会暂时使用新的 URL 进行后续的请求，但不会缓存这个重定向。

总结：无论是 HTTP 301 还是 HTTP 302 重定向，都需要依赖Location 选项来指定资源的新位置。这个 Location 选项是一个标准的 HTTP 响应头部，用于告诉浏览器应该将请求重定向到哪个新的 URL 地址。

 HTTP 的方法

其中最常用的就是 GET 方法和 POST 方法

HTTP 常见方法

GET 方法

  • 用途：用于请求 URL 指定的资源。
  • 示例：GET /index.html HTTP/1.1
  • 特性：指定资源经服务器端解析后返回响应内容 

POST 方法

  • 用途：用于传输实体的主体，通常用于提交表单数据。
  • 示例：POST /submit.cgi HTTP/1.1
  • 特性：可以发送大量的数据给服务器，并且数据包含在请求体中 

总结：

GET一般用来获取静态资源，也可以通过url向服务器传递参数。

POST可以通过 http request 的正文来进行参数传递 

url传递参数，参数的体量一定不大，正文可以很大。

POST方法，比GET方法传参更私密，但都不安全。

HEAD 方法

  • 用途：与 GET 方法类似，但不返回报文主体部分，仅返回响应头。
  • 示例：HEAD /index.html HTTP/1.1
  • 特性：用于确认 URL 的有效性及资源更新的日期时间等。

DELETE 方法

  • 用途：用于删除文件，是 PUT 的相反方法。
  • 示例：DELETE /example.html HTTP/1.1
  • 特性：按请求 URL 删除指定的资源

OPTIONS 方法

  • 用途：用于查询针对请求 URL 指定的资源支持的方法。
  • 示例：OPTIONS * HTTP/1.1
  • 特性：返回允许的方法，如 GET、POST 等。

部分http代码

#pragma once#include #include #include #include #include#include #include const static std::string base_sep = \"\\r\\n\";const static std::string line_sep = \": \";const static std::string prefixpath = \"wwwroot\"; // web根目录const static std::string homepage = \"index.html\";const static std::string httpversion = \"HTTP/1.0\";const static std::string spacesep = \" \";const static std::string suffixsep = \".\";const static std::string html_404 = \"404.html\";const static std::string arg_sep = \"?\";class HttpRequest{private: std::string GetLine(std::string &reqstr) { auto pos = reqstr.find(base_sep); if (pos == std::string::npos) return std::string(); std::string line = reqstr.substr(0, pos); reqstr.erase(0, line.size() + base_sep.size()); return line.empty() ? base_sep : line; } void ParseReqLine() { std::stringstream ss(_req_line); // cin >> ss >> _method >> _url >> _version;//a/b/c.html or /login?user=XXX&passwd=1234 /register if(strcasecmp(_method.c_str(),\"GET\")==0) { auto pos=_url.find(arg_sep); if(pos!=std::string::npos) { _body_text=_url.substr(pos+arg_sep.size()); _url.resize(pos); }  } _path += _url; if (_path[_path.size() - 1] == \'/\') { _path += homepage; } // wwwroot/index.html // wwwroot/image/1.png auto pos = _path.rfind(suffixsep); if (pos != std::string::npos) { _suffix = _path.substr(pos); } else { _suffix = \".default\"; } } void ParseReqHeader() { for (auto &header : _req_headers) { auto pos = header.find(line_sep); if (pos == std::string::npos) continue; std::string k = header.substr(0, pos); std::string v = header.substr(pos + line_sep.size()); if (k.empty() || v.empty()) continue; _headers_kv.insert(std::make_pair(k, v)); } }public: HttpRequest() : _blank_line(base_sep), _path(prefixpath) { } void Deserialize(std::string &reqstr) { // 基本的反序列化 _req_line = GetLine(reqstr); std::string header; do { header = GetLine(reqstr); if (header.empty()) break; else if (header == base_sep) break; _req_headers.push_back(header); } while (true); if (!reqstr.empty()) { _body_text = reqstr; } // 再进一步反序列化 ParseReqLine(); ParseReqHeader(); } std::string Url() { LOG(DEBUG, \"Client Want url %s\\n\", _url.c_str()); return _url; } std::string Path() { LOG(DEBUG, \"Client Want path %s\\n\", _path.c_str()); return _path; } std::string Suffix() { return _suffix; } std::string Method() { LOG(DEBUG, \"Client request method is %s\\n\", _method.c_str()); return _method; } std::string GetRequestBody() { LOG(DEBUG, \"Client request method is %s, args: %s, request path: %s\\n\", _method.c_str(),_body_text.c_str(),_path.c_str()); return _body_text; } void Print() { std::cout << \"---------------------------\" << std::endl; std::cout << \"###\" << _req_line << std::endl; for (auto &header : _req_headers) { std::cout << \"@@@\" << header << std::endl; } std::cout << \"***\" << _blank_line; std::cout <>>\" << _body_text << std::endl; std::cout << \"Method:\" << _method << std::endl; std::cout << \"Url:\" << _url << std::endl; std::cout << \"Version:\" << _version << std::endl; for (auto &header_kv : _headers_kv) { std::cout << \")))\" << header_kv.first <\" << header_kv.second << std::endl; } } ~HttpRequest() { }private: // 基本的httprequest的格式 std::string _req_line; std::vector _req_headers; std::string _blank_line; std::string _body_text; // 更具体的属性字段，需要进一步反序列化 std::string _method; std::string _url; std::string _path; std::string _suffix; // 资源后缀 std::string _version; std::unordered_map _headers_kv;};class HttpResponse{public: HttpResponse() : _version(httpversion), _blank_line(base_sep) { } void AddCode(int code, const std::string &desc) { _status_code = code; _desc = desc; } void AddHeader(const std::string &k, const std::string &v) { _headers_kv[k] = v; } void AddBodyText(const std::string body_text) { _resp_body_text = body_text; } std::string Serialize() { // 1.构建状态行 _status_line = _version + spacesep + std::to_string(_status_code) + spacesep + _desc + base_sep; // 2.构建应答报头 for (auto &header : _headers_kv) { std::string header_line = header.first + line_sep + header.second + base_sep; _resp_headers.push_back(header_line); } // 3.空行和正文 // 4.正式序列化 std::string responsestr = _status_line; for (auto &line : _resp_headers) { responsestr += line; } responsestr += _blank_line; responsestr += _resp_body_text; return responsestr; } ~HttpResponse() { }private: // httpresponse base 属性 std::string _version; int _status_code; std::string _desc; std::unordered_map _headers_kv; // 基本的httprequest的格式 std::string _status_line; std::vector _resp_headers; std::string _blank_line; std::string _resp_body_text;};using func_t=std::function;class HttpServer{public: std::string GetFileContent(const std::string &path) { std::ifstream in(path, std::ios::binary); if (!in.is_open()) return std::string(); in.seekg(0, in.end); int filesize = in.tellg(); // 告诉我你的rw偏移量是多少 in.seekg(0, in.beg); std::string content; content.resize(filesize); in.read((char *)content.c_str(), filesize); in.close(); return content; }public: HttpServer() { _mime_type.insert(std::make_pair(\".html\", \"text/html\")); _mime_type.insert(std::make_pair(\".jpg\", \"image/jpeg\")); _mime_type.insert(std::make_pair(\".png\", \"image/png\")); _mime_type.insert(std::make_pair(\".default\", \"text/html\")); _code_to_desc.insert(std::make_pair(100, \"Continue\")); _code_to_desc.insert(std::make_pair(200, \"OK\")); _code_to_desc.insert(std::make_pair(201, \"Created\")); _code_to_desc.insert(std::make_pair(301, \"Moved Permanently\")); _code_to_desc.insert(std::make_pair(302, \"Found\")); _code_to_desc.insert(std::make_pair(404, \"Not Found\")); } // #define TEST std::string HandlerHttpRequest(std::string &reqstr) // req曾经被客户端序列化过 {#ifdef TEST std::cout << \"--------------------------------\" << std::endl; std::cout << reqstr; std::string responsestr = \"HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\"; responsestr += \"Content-Type: text/html\\r\\n\"; responsestr += \"\\r\\n\"; responsestr += \"
hello Linux, hello bite!
\"; return responsestr;#else std::cout << \"--------------------------------\" << std::endl; std::cout << reqstr; std::cout << \"--------------------------------\" << std::endl; HttpRequest req; HttpResponse resp; req.Deserialize(reqstr); // req.Method(); if (req.Path() == \"wwwroot/redir\") { //处理重定向 std::string redir_path=\"https://www.qq.com\"; resp.AddCode(301,_code_to_desc[301]); resp.AddHeader(\"Location\",redir_path); } else { // 最基本的上层处理,处理静态资源 std::string content = GetFileContent(req.Path()); if (content.empty()) { std::string content = GetFileContent(\"wwwroot/404.html\"); resp.AddCode(404, _code_to_desc[404]); resp.AddHeader(\"Content-Length\", std::to_string(content.size())); resp.AddHeader(\"Content-Type\", _mime_type[\".html\"]); resp.AddBodyText(content); } else if(!req.GetRequestBody().empty()) { if(IsServiceExists(req.Path())) {  resp=_service_list[req.Path()](req); } } else { resp.AddCode(200, _code_to_desc[200]); resp.AddHeader(\"Content-Length\", std::to_string(content.size())); resp.AddHeader(\"Content-Type\", _mime_type[req.Suffix()]); resp.AddHeader(\"Set-Cookie\",\"username=zhangsan\"); // resp.AddHeader(\"Set-Cookie\",\"passwd=12345\"); resp.AddBodyText(content); } } return resp.Serialize();#endif } void InsertService(const std::string &servicename,func_t f) { std::string s=prefixpath+servicename; _service_list[servicename]=f; } bool IsServiceExists(const std::string &servicename) { auto iter=_service_list.find(servicename); if(iter==_service_list.end()) return false; else return true; } ~HttpServer() { }private: std::unordered_map _mime_type; std::unordered_map _code_to_desc; std::unordered_map _service_list;};
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