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2019
07-22

深入理解HTTP协议

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HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) 超文本传输协议，是基于应用层(TCP/IP参考模型)的通信规范；是从Web服务器传输超文本到客户端的传输协议，无状态的传输协议；不仅能够保证正确、快速、高效的传输超文本文档，而且可以确定资源加载顺序等；在Web开发中，页面缓存控制、数据传递、文档语言参数设定等等，都离不开HTTP协议。HTTP协议是整个Web应用的基础，深入理解HTTP协议，是每个PHP开发工程师必须掌握的知识。

1. 引子：

我们访问一个网页，经历了三个步骤：步骤1. 定位到网页所在服务器；步骤2. 按照一定格式传输到浏览器；步骤3.数据通过浏览器解析展示出来。

这三步流程分别应用到的主要技术：技术1. URL/DNS；技术2. HTTP协议；技术3. HTML/渲染。技术1和3暂时按下不表，步骤2中涉及的HTTP协议，如何构造而成？

我们看一下实例： 


	1  ➜  ~ curl -v https://www.baidu.com 2  * Rebuilt URL to: https://www.baidu.com/ 3  *   Trying 119.75.216.20... 4  * TCP_NODELAY set 5  * Connected to www.baidu.com (119.75.216.20) port 443 (#0) 6  * TLS 1.2 connection using TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 7  * Server certificate: baidu.com 8  * Server certificate: Symantec Class 3 Secure Server CA - G4 9  * Server certificate: VeriSign Class 3 Public Primary Certification Authority - G5 10 > GET / HTTP/1.1
11 > Host: www.baidu.com 12 > User-Agent: curl/7.54.0
13 > Accept: */*
14 >
15 < HTTP/1.1 200 OK 16 < Accept-Ranges: bytes 17 < Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform 18 < Connection: Keep-Alive 19 < Content-Length: 2443
20 < Content-Type: text/html 21 < Date: Fri, 01 Sep 2017 02:22:25 GMT 
22 < Etag: "588603eb-98b"
23 < Last-Modified: Mon, 23 Jan 2017 13:23:55 GMT 24 < Pragma: no-cache 25 < Server: bfe/1.0.8.18
26 < Set-Cookie: BDORZ=27315; max-age=86400; domain=.baidu.com; path=/
27 <
28 <!DOCTYPE html>
29 <!--STATUS OK--><html> <head><meta http-equiv=content-type content=text/html;charset=utf-8><meta http-equiv=X-UA-Compatible content=IE=Edge><meta content=always name=referrer><link rel=stylesheet type=text/css href=https://ss1.bdstatic.com/5eN1bjq8AAUYm2zgoY3K/r/www/cache/bdorz/baidu.min.css><title>百度一下，你就知道</title></head> <body link=#0000cc>这里是百度首页的正文</body> </html>
30 * Connection #0 to host www.baidu.com left intact 31 ➜  ~

我们使用curl命令，输出请求百度首页的完整文档，根据每行前缀，可以分为四部分：

  1. * 开头的行，状态行，本文不做详细介绍(其实小编也还没有弄清楚~~~，后续研究)

  2. > 开头的行，是请求报文，常说的请求头

  3. < 开头的行，是响应报文，常说的响应头

  4. 没有前缀的行，line 28~29，是正文部分，要渲染到浏览器中的部分


在这个实例中，请求头、响应头格式内容，包括换行，还有文档具体内容，构成了HTTP协议。可以说，HTTP协议就是传输这些内容格式的规范。

现在我们对HTTP协议应该有了一个大致的概念了吧？具体的构成以及参数，我们下面细说。

2. HTTP 协议详解

HTTP 在TCP/IP参考模型中，位于应用层，通常承载于TCP协议之上。如果承载于TLS/SSL之上，就是HTTPS了。HTTP端口默认80，也会使用8080/8000端口；HTTPS端口443。HTTP 协议是以 ASCII 码传输。

2.1 HTTP 协议的特征：
1.HTTP 协议简单，请求一个网页时，只需发送请求方法(GET/POST/…)和资源路径(URI)。
2.HTTP 是无状态协议，本身对事务处理没有记忆能力，但是有专门的技术为HTTP请求提供会话能力：Cookie/Session
3.HTTP 采用问答式交互模型，每次连接只处理一个请求
4.HTTP 是标准的C/S模型
5.HTTP 允许传递数据对象类型丰富，由报头Content-Type标识

2.2 HTTP 协议由请求和响应两部分构成
1.请求，又由3部分组成：请求行，消息报头，请求正文
2.响应，也有3部分组成：状态行，消息报头，响应正文

2.3 HTTP请求工作流程
1.Client(通指Browser) 与 Web Server 建立连接
2.Client 发送请求，包括请求行、消息报头、请求正文，示例：GET / HTTP/1.1rnHost: www.baidu.comrn…
3.Server 发送响应，包括状态行、消息报头、响应正文，示例：HTTP/1.1 200 OKrnAccept-Ranges: bytesrn…
4.Client 展示用户数据，Client 与 Server 断开连接

2.4 HTTP 连接详解

在发送HTTP请求头之前，Client 要和 Server 建立连接；连接是传输层的实际环流，建立在两个相互通信的应用程序之间。

2.5 HTTP 请求详解

2.5.1.请求行
格式：Method URI HTTP-Version CRLF，示例：GET / HTTP/1.1rn
参数说明：

2.5.2.请求方法
即我们常用到的GET、POST等等，如下表详解

注意：

安全和幂等的意义在于：当操作没有达到预期的目标时，我们可以不停的重试，而不会对资源产生副作用。从这个意义上说，POST操作往往是有害的，但很多时候我们还是不得不使用它。

POST PUT 创建资源时区别

创建操作可以使用POST，也可以使用PUT，如果URL可以在客户端确定，那么就使用PUT，如果是在服务端确定，那么就使用POST
比如说很多资源使用数据库自增主键作为标识信息，而创建的资源的标识信息只能由服务端提供，这个时候就必须使用POST。

2.5.3.请求正文
在Post/Put 请求中，需要传递数据到服务器，传递的数据就是请求正文部分，和报文部分以空行分隔。如下实例： 


	1  ➜  ~ curl -v --data-urlencode "name=kevhu.com" "http://127.0.0.1:8080" --trace-ascii /dev/stdout 2  Warning: --trace-ascii overrides an earlier trace/verbose option 3  == Info: Rebuilt URL to: http://127.0.0.1:8080/ 4  == Info:   Trying 127.0.0.1... 5  == Info: TCP_NODELAY set 6  == Info: Connected to 127.0.0.1 (127.0.0.1) port 8080 (#0) 7  => Send header, 148 bytes (0x94) 8  0000: POST / HTTP/1.1 9  0011: Host: 127.0.0.1:8080 10 0027: User-Agent: curl/7.54.0 11 0040: Accept: */*
12 004d: Content-Length: 14
13 0061: Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
14 0092:
15 => Send data, 14 bytes (0xe)
16 0000: name=kevhu.com
17 == Info: upload completely sent off: 14 out of 14 bytes
18 <= Recv header, 17 bytes (0x11)
19 0000: HTTP/1.1 200 OK
20 <= Recv header, 22 bytes (0x16)
21 0000: Host: 127.0.0.1:8080
22 <= Recv header, 19 bytes (0x13)
23 0000: Connection: close
24 <= Recv header, 26 bytes (0x1a)
25 0000: X-Powered-By: PHP/7.0.17
26 <= Recv header, 40 bytes (0x28)
27 0000: Content-type: text/html; charset=UTF-8
28 <= Recv header, 2 bytes (0x2)
29 0000:
30 <= Recv data, 34 bytes (0x22)
31 0000: Array.(.    [name] => kevhu.com.).
32 Array
33 (
34     [name] => kevhu.com
35 )
36 == Info: Closing connection 0

说明：

1.==行表示连接状态；=>发送请求报文的提示；<=接收响应报文的提示；其他行表示传递报文

2.line 8~13: 请求行，和请求消息报文部分

3.line 14: 空行，分隔报文和请求正文

4.line 16: 请求正文部分，POST 请求提交给服务器的数据

2.6 HTTP 响应详解

2.6.1 状态行

格式：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
示例：HTTP/1.1 200 OK rn
参数说明：

2.6.2 状态码

常见有五种响应，由状态码的第一位数字标识出来：
常见HTTP Code 说明

2.6.3 响应正文

参考code 2，来说明响应正文：

1.line 29：空行，分隔响应报头和响应正文

2.line 31：响应的正文部分

2.7 HTTP 核心消息报头详解

2.7.1 格式

1.格式：Name: Value

2.示例：Content-type: text/html; charset=UTF-8


2.7.2 HTTP消息报头通常分为四类：

1.普通报头：有少数报头域，同时可以用于请求和响应消息，如缓存控制、连接控制

2.请求报头：请求的附加信息以及客户端自身信息，如UA、Accept

3.响应报头：服务器发回不能放到状态行的附加响应信息

4.实体报头：定义了关于实体正文和请求所标记的资源的元信息，如：无实体正文


2.7.3 重要报头的说明

3. PHP HTTP 请求实例
实例演示HTTP 协议请求一个资源

首先准备一个Server文件，并启动一个PHP Web 服务： 


	➜  ~ more index.php <?php if (!empty($_POST)) echo "Response Body POST: ", json_encode($_POST), "\n"; if (!empty($_GET)) echo "Response Body GET: ", json_encode($_GET), "\n"; ➜  ~ php -S 127.0.0.1:8080 PHP 7.0.17 Development Server started at Sun Sep  3 12:59:52 2017 Listening on http://127.0.0.1:8080 Document root is /Users/kevhu Press Ctrl-C to quit.

然后，我们在准备一个GET请求文件，client_get.php，并执行查看结果: 


	1  ➜  ~ more client_get.php 2  <?php 3  $host = "127.0.0.1"; 4  $query = "name=kev&code=php"; 5  $port = 8080; 6  $fp = fsockopen($host, $port, $errno, $errstr, 30); 7  if (!$fp) { 8      echo $errstr ($errno), "\n"; 9  } else { 10     $out = "GET /?$query HTTP/1.1\r\n"; 11     $out .= "Host: $host\r\n"; 12     $out .= "Connection: Close\r\n"; 13     $out .= "\r\n"; 14    fwrite($fp, $out); 15     while(!feof($fp)){ 16         echo fgets($fp, 128); 17     } 18     fclose($fp); 19 } 20 ➜  ~ php client_get.php 21 HTTP/1.1 200 OK 22 Host: 127.0.0.1 23 Connection: close 24 X-Powered-By: PHP/7.0.17 25 Content-type: text/html; charset=UTF-8 26   27 Response Body GET: {"name":"kev","code":"php"} 28 ➜  ~

Code 4 代码说明

1.line 10~13：是编写GET请求的报文

2.line 21~27：是服务器响应的报文信息，以及正文部分 ‘Response Body GET: {"name":"kev","code":"php"}’


最后，我们再准备一个POST请求脚本，client_post.php，并执行查看结果： 


	1  ➜  ~ more client_post.php 2  <?php 3  $host = "127.0.0.1"; 4  $body = "name=kev&code=php"; 5  $len = strlen($body); 6  $port = 8080; 7  $fp = fsockopen($host, $port, $errno, $errstr, 30); 8  if (!$fp) { 9      echo $errstr ($errno), "\n"; 10 } else { 11     $out = "POST / HTTP/1.1\r\n"; 12     $out .= "Host: $host\r\n"; 13     $out .= "Connection: Close\r\n"; 14     $out .= "Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\r\n"; 15     $out .= "Content-Length: $len\r\n"; 16     $out .= "\r\n"; 17     $out .= "$body\r\n"; 18     fwrite($fp, $out); 19     while(!feof($fp)){ 20         echo fgets($fp, 128); 21     } 22     fclose($fp); 23 } 24 ➜  ~ php client_post.php 25 HTTP/1.1 200 OK 26 Host: 127.0.0.1 27 Connection: close 28 X-Powered-By: PHP/7.0.17 29 Content-type: text/html; charset=UTF-8 30   31 Response Body POST: {"name":"kev","code":"php"} 32 ➜  ~

code 5 代码说明：

1.line 11~17 POST的请求报文信息，以及提交数据正文部分

2.line 25~31 Web服务器响应的报文信息，以及响应的正文

4. PHP中与HTTP相关的函数/变量

实例展示：

PHP查看响应报文： 


	➜  ~ more client_head.php <?php $host = "127.0.0.1"; $port = 8080; $ht = file_get_contents("http://$host:$port"); echo "http_response_header=", json_encode($http_response_header), "\n"; echo "\n"; $fp = fopen("http://$host:$port", "r"); $head = stream_get_meta_data($fp); echo 'stream_get_meta_data($fp) = ', json_encode($head), "\n"; ➜  ~ php client_head.php http_response_header=["HTTP\/1.0 200 OK","Host: 127.0.0.1:8080","Connection: close","X-Powered-By: PHP\/7.0.17","Content-type: text\/html; charset=UTF-8"] stream_get_meta_data($fp) = {"timed_out":false,"blocked":true,"eof":false,"wrapper_data":["HTTP\/1.0 200 OK","Host: 127.0.0.1:8080","Connection: close","X-Powered-By: PHP\/7.0.17","Content-type: text\/html; charset=UTF-8"],"wrapper_type":"http","stream_type":"tcp_socket\/ssl","mode":"r","unread_bytes":0,"seekable":false,"uri":"http:\/\/127.0.0.1:8080"} ➜  ~

使用context实现HTTP请求 


	➜  ~ more client_context.php <?php $host = "127.0.0.1"; $body = "name=kev&code=php"; $len = strlen($body); $port = 8080; $opts = [     "http" => [         "method" => "POST",         "header" => "Host: $host\r\n"             . "Connection: Close\r\n"             . "Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\r\n"             . "Content-Length: $len\r\n"             . "\r\n" . "$body\r\n"     ] ]; $context = stream_context_create($opts); $fp = fopen("http://$host:$port", 'r', false, $context); fpassthru($fp); fclose($fp); ➜  ~ php client_context.php Response Body POST: {"name":"kev","code":"php"} ➜  ~


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