从零开始学写HTTP服务器（一）http协议简介

HTTP协议简介

unp两本已经看完一阵时间，对网络编程有了一定的了解，于是想开始试着写一个简单的HTTP服务器。

http是应用层协议建立在传输层之上，因此，我想实现的http服务器，应该起码是一个TCP server，而在UNP中，所有示例几乎都是简单的echo服务，如何实现HTTP服务，首先就要了解在客户端和服务端建立起连接之后通信的内容。

http的默认端口是80，而一些服务器例如tomcat常用8080作为默认端口。

客户端通过发送请求向服务端请求资源，服务端收到客户请求之后，对其内容进行解析并向客户端回送一个响应，这就是一个http协议用于客户端和服务器端通信的一般过程。

（一）http请求

HTTP定义了与服务器交互的不同方法，最基本的方法有4种，分别是GET，POST，PUT，DELETE。URL全称是资源描述符，我们可以这样认为：一个URL地址，它用于描述一个网络上的资源，而 HTTP 中的GET，POST，PUT，DELETE就对应着对这个资源的查，改，增，删4个操作。

GET用于信息获取，而且应该是安全的和 幂等的。

所谓安全的意味着该操作用于获取信息而非修改信息。换句话说，GET 请求一般不应产生副作用。就是说，它仅仅是获取资源信息，就像数据库查询一样，不会修改，增加数据，不会影响资源的状态。

幂等的意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。

GET请求报文示例：

GET /books/?sex=man&name=Professional HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)
Gecko/20050225 Firefox/1.0.1
Connection: Keep-Alive

POST表示可能修改变服务器上的资源的请求。

 POST / HTTP/1.1
 Host: www.example.com
 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)
 Gecko/20050225 Firefox/1.0.1
 Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
 Content-Length: 40
 Connection: Keep-Alive

 sex=man&name=Professional

注意:
GET可提交的数据量受到URL长度的限制，HTTP协议规范没有对URL长度进行限制。这个限制是特定的浏览器及服务器对它的限制。理论上讲，POST是没有大小限制的，HTTP协议规范也没有进行大小限制，出于安全考虑，服务器软件在实现时会做一定限制。参考上面的报文示例，可以发现GET和POST数据内容是一模一样的，只是位置不同，一个在URL里，一个在HTTP包的包体里

对于一个http请求来说，一般由如下部分组成：

1.请求行
2.HTTP首部字段
3.\r\n (CR+LF)
4.报文主体

（二）http响应

HTTP 响应与 HTTP 请求相似，HTTP响应也由3个部分构成，分别是：

状态行
响应头(Response Header)
响应正文
状态行由协议版本、数字形式的状态代码、及相应的状态描述，各元素之间以空格分隔。

常见的状态码有如下几种：

200 OK 客户端请求成功
301 Moved Permanently 请求永久重定向
302 Moved Temporarily 请求临时重定向
304 Not Modified 文件未修改，可以直接使用缓存的文件。
400 Bad Request 由于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。服务器通常会在响应正文中给出不提供服务的原因
404 Not Found 请求的资源不存在，例如，输入了错误的URL
500 Internal Server Error 服务器发生不可预期的错误，导致无法完成客户端的请求。
503 Service Unavailable 服务器当前不能够处理客户端的请求，在一段时间之后，服务器可能会恢复正常。

下面是一个HTTP响应的例子：

< HTTP/1.1 200 OK
< Server: bfe/1.0.8.18
< Date: Sun, 11 Dec 2016 10:51:49 GMT
< Content-Type: text/html
< Content-Length: 2381
< Last-Modified: Mon, 25 Jul 2016 11:11:39 GMT
< Connection: Keep-Alive
< ETag: "5795f3eb-94d"
< Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform
< Pragma: no-cache
< Set-Cookie: BDORZ=27315; max-age=86400; domain=.baidu.com; path=/
< Accept-Ranges: bytes

<!DOCTYPE html>...

（三） HTTP首部字段

首部字段根据用途被分为：
通用首部字段：请求和响应报文都会用到。
请求首部字段：客户端向服务端发送请求报文时使用的首部。
响应首部字段：从服务端向客户端返回响应时使用的首部。
实体首部字段：针对请求报文和响应报文的实体部分使用的首部。

3.1 Content-Type字段

服务器回应的时候，必须告诉客户端，数据是什么格式，这就是Content-Type字段的作用。

text/plain
text/html
text/css
image/jpeg
image/png
image/svg+xml
audio/mp4
video/mp4
application/javascript
application/pdf
application/zip
application/atom+xml

这些数据类型总称为MIME type，每个值包括一级类型和二级类型，之间用斜杠分隔。
除了预定义的类型，厂商也可以自定义类型。

application/vnd.debian.binary-package

上面的类型表明，发送的是Debian系统的二进制数据包。
MIME type还可以在尾部使用分号，添加参数。

Content-Type: text/html; charset=utf-8

上面的类型表明，发送的是网页，而且编码是UTF-8。
客户端请求的时候，可以使用Accept字段声明自己可以接受哪些数据格式。

Accept: */*

上面代码中，客户端声明自己可以接受任何格式的数据。

3.2 Connection字段

该字段一般两个值keep-alive和close
HTTP是无状态的。
也就是说，浏览器和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。如果客户端浏览器访问的某个HTML或其他类型的Web页中包含有其他的Web资源，如JavaScript文件、图像文件、CSS文件等；当浏览器每遇到这样一个Web资源，就会建立一个HTTP会话
HTTP1.1和HTTP1.0相比较而言，最大的区别就是增加了持久连接支持(貌似最新的 http1.0 可以显示的指定 keep-alive),但还是无状态的，或者说是不可以信任的。
如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码