python—HTTP协议详解

1、HTTP协议简介

超文本传输协议（英文：HyperText Transfer Protocol，缩写：HTTP）
是一种用于分布 式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。
HTTP是万维网的数据通信的基础。

HTTP的发展是由蒂姆∙伯纳斯-李于1989年在欧洲核子研究组织（CERN）所发起。
HTTP的 标准制定由万维网协会（World Wide Web Consortium，W3C）和互联网工程任务组 （Internet Engineering Task Force，IETF）进行协调，终发布了一系列的RFC，其中 著名的是1999年6月公布的 RFC 2616，定义了HTTP协议中现今广泛使用的一个版本—— HTTP 1.1。

2014年12月，互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis（httpbis） 工作小组将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论，于2015年2月17日被批准。 HTTP/2标 准于2015年5月以RFC 7540正式发表，取代HTTP 1.1成为HTTP的实现标准。

2、HTTP协议概述

HTTP是一个客户端终端（用户）和服务器端（网站）请求和应答的标准（TCP）。
通过使 用网页浏览器、网络爬虫或者其它的工具，客户端发起一个HTTP请求到服务器上指定端口 （默认端口为80）。

我们称这个客户端为用户代理程序（user agent）。
应答的服务器上 存储着一些资源，比如HTML文件和图像。我们称这个应答服务器为源服务器（origin server）。在用户代理和源服务器中间可能存在多个“中间层”，比如代理服务器、网关或 者隧道（tunnel）。

尽管TCP/IP协议是互联网上流行的应用，HTTP协议中，并没有规定必须使用它或它支持 的层。事实上，HTTP可以在任何互联网协议上，或其他网络上实现。HTTP假定其下层协议 提供可靠的传输。因此，任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。因此也就是其在 TCP/IP协议族使用TCP作为其传输层。

通常，由HTTP客户端发起一个请求，创建一个到服务器指定端口（默认是80端口）的TCP 连接。HTTP服务器则在那个端口监听客户端的请求。一旦收到请求，服务器会向客户端返 回一个状态，比如"HTTP/1.1 200 OK"，以及返回的内容，如请求的文件、错误消息、或者 其它信息。

3、HTTP工作原理

HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面，以及服务器如何把Web页面 传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文，请求 报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响 应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

以下是 HTTP 请求/响应的步骤：

1. 客户端连接到Web服务器 一个HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP 套接字连接。例如，http://www.luffycity.com。

2. 发送HTTP请求 通过TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求 行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。

3. 服务器接受请求并返回HTTP响应 Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字，由客户端读 取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。

4. 释放连接TCP连接 若connection 模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP 连接;若connection 模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接 收请求;

5. 客户端浏览器解析HTML内容 客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应 头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。

客户端浏览器读取响应数据 HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。 例如：在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：

1. 浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;
2. 解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立TCP连接;
3. 浏览器发出读取文件(URL 中域名后面部分对应的文件)的HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;
4. 服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器;
5. 释放 TCP连接;
6. 浏览器将该 html 文本并显示内容;

4、HTTP请求方法

HTTP/1.1协议中共定义了八种方法（也叫“动作”）来以不同方式操作指定的资源： GET 向指定的资源发出“显示”请求。

使用GET方法应该只用在读取数据，而不应当被用于产 生“副作用”的操作中，例如在Web Application中。其中一个原因是GET可能会被网络蜘 蛛等随意访问。

HEAD 与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回资源的本文部 分。它的好处在于，使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下，就可以获取其中“关 于该资源的信息”（元信息或称元数据）。 POST 向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）。

数据被包含在 请求本文中。这个请求可能会创建新的资源或修改现有资源，或二者皆有。 PUT 向指定资源位置上传其新内容。 DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源。 TRACE 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

OPTIONS 这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用’*'来代替资源名称，向 Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。 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。通常用于SSL加密服务器的 链接（经由非加密的HTTP代理服务器）。

注意事项：

1.方法名称是区分大小写的。当某个请求所针对的资源不支持对应的请求方法的时候，服务 器应当返回状态码405（Method Not Allowed），当服务器不认识或者不支持对应的请求 方法的时候，应当返回状态码501（Not Implemented）。

2.HTTP服务器至少应该实现GET和HEAD方法，其他方法都是可选的。当然，所有的方法支 持的实现都应当匹配下述的方法各自的语义定义。此外，除了上述方法，特定的HTTP服务 器还能够扩展自定义的方法。例如PATCH（由 RFC 5789 指定的方法）用于将局部修改应 用到资源。

5、HTTP状态码

所有HTTP响应的第一行都是状态行，依次是当前HTTP版本号，3位数字组成的状态代码， 以及描述状态的短语，彼此由空格分隔。 状态代码的第一个数字代表当前响应的类型：

∙ 1xx消息——请求已被服务器接收，继续处理
∙ 2xx成功——请求已成功被服务器接收、理解、并接受
∙ 3xx重定向——需要后续操作才能完成这一请求
∙ 4xx请求错误——请求含有词法错误或者无法被执行
∙ 5xx服务器错误——服务器在处理某个正确请求时发生错误 虽然 RFC 2616 中已经推荐了描述状态的短语，例如"200 OK"，“404 Not Found”，但是 WEB开发者仍然能够自行决定采用何种短语，用以显示本地化的状态描述或者自定义信 息。

6、URL

超文本传输协议（HTTP）的统一资源定位符将从因特网获取信息的五个基本元素包括在一 个简单的地址中：

∙ 传送协议。
∙ 层级URL标记符号(为[//],固定不变)
∙ 访问资源需要的凭证信息（可省略）
∙ 服务器。（通常为域名，有时为IP地址）
∙ 端口号。（以数字方式表示，若为HTTP的默认值“:80”可省略）
∙ 路径。（以“/”字符区别路径中的每一个目录名称）
∙ 查询。（GET模式的窗体参数，以“?”字符为起点，每个参数以“&”隔开，再 以“=”分开参数 名 称与数据，通常以UTF8的URL编码，避开字符冲突的问题）
∙ 片段。以“#”字符为起点 以http://www.luffycity.com:80/news/index.html?id=250&page=1 为例,

其中： http，是协议； www.luffycity.com，是服务器； 80，是服务器上的网络端口号； /news/index.html，是路径； ?id=250&page=1，是查询。

大多数网页浏览器不要求用户输入网页中“http://”的部分，因为绝大多数网页内容是超 文本传输协议文件。同样，“80”是超文本传输协议文件的常用端口号，因此一般也不必 写明。一般来说用户只要键入统一资源定位符的一部分 （www.luffycity.com:80/news/index.html?id=250&page=1）就可以了。

由于超文本传输协议允许服务器将浏览器重定向到另一个网页地址，因此许多服务器允许用 户省略网页地址中的部分，比如 www。从技术上来说这样省略后的网页地址实际上是一个 不同的网页地址，浏览器本身无法决定这个新地址是否通，服务器必须完成重定向的任务。

7、HTTP请求格式

8、HTTP相应格式

HTTP响应也由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文

<status-line>
<headers>
<blank line>
[<response-body>]

在响应中唯一真正的区别在于第一行中用状态信息代替了请求信息。状态行（status line）通过提供一个状态码来说明所请求的资源情况。

最后

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