[计算机网络]---Http协议

简介: [计算机网络]---Http协议

一 、Http协议基础知识

1、基本概念

       HTTP协议是一种无状态、应用层的协议,它定义了客户端和服务器之间进行通信的规则。它使用请求-响应的模式,客户端发送HTTP请求到服务器,服务器则返回相应的HTTP响应。

     在HTTP中,客户端是发起请求的一方,通常是一个Web浏览器,而服务器是接收请求并提供响应的一方。客户端发送一个由请求方法(如GET、POST、PUT等)和URL组成的请求,包含一些附加的请求头信息(如Host、User-Agent等)。服务器解析请求并返回响应,响应包含一个状态码(如200表示成功、404表示未找到等),响应头信息(如Content-Type、Content-Length等),以及可选的响应体(即实际传输的数据)。

HTTP协议的特点包括:

  • 简单:HTTP的请求和响应是基于文本的,使用简单明了的格式,易于阅读和理解。
  • 无状态:每个请求都是独立的,并不会记住之前的请求状态,每次请求都需要重新验证身份等信息。
  • 可扩展:通过HTTP的头部字段和方法,可以扩展和增加功能。
  • 资源定位:使用URL定位和标识资源。

对于htpp的请求和响应对是对于的协议格式如下:

 

2、htpp基本结构

2.1认识URL

URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位符)是用于标识和定位互联网上资源的字符串格式。它是Web浏览器、Web服务器等互联网应用程序中用来访问资源的标准格式。

基本组成:

  1. 协议(Protocol):指定了访问资源所使用的协议,如 HTTP、HTTPS、FTP 等。例如,在 http://https:// 中,httphttps 就是协议。
  2. 主机名(Host):指定了资源所在的主机(服务器)的域名或IP地址。例如,在 https://www.example.com 中,www.example.com 就是主机名。
  3. 端口号(Port):指定了用于访问资源的端口号。端口号是一个可选项,如果未指定,则使用默认端口。例如,在 https://www.example.com:443 中,443 就是端口号。常用的HTTP协议默认端口号是80,HTTPS协议默认端口号是443。
  4. 路径(Path):指定了资源在服务器上的路径。它是资源的具体位置。例如,在 https://www.example.com/path/to/resource 中,/path/to/resource 就是路径。
  5. 查询字符串(Query String):指定了向服务器传递的参数。它以 ? 开头,多个参数之间使用 & 分隔。例如,在 https://www.example.com/search?q=keyword&page=1 中,?q=keyword&page=1 就是查询字符串。
  6. 片段标识符(Fragment Identifier):用于标识资源中的一个特定部分。它以 # 开头。例如,在 https://www.example.com/page#section1 中,#section1 就是片段标识符。

2.2urlencode和urldecode

urlencodeurlencode 函数是用于将 URL 中的特殊字符转换为 %xx 格式的编码形式,其中 xx 是字符的 ASCII 码的十六进制表示。

我们在网站搜索C++关键字,这时就被 urlencode解析为了c%2B%2B

urldecodeurldecode 函数则是对 URL 编码后的字符串进行解码,将 %xx 格式的编码字符还原为原始字符。

urldecode就是urlencode的逆过程;

2.3其他属性

HTTP的方法:

GET 方法和 POST 方法是 HTTP 协议中最常用的两种请求方法,它们之间有以下几个主要区别:

  1. 数据传输方式
  • GET 方法:通过 URL 向服务器传递数据。数据被包含在 URL 的查询字符串中,以 ? 开头,多个参数之间使用 & 分隔。因此,GET 请求的数据在 URL 中是可见的,可以被用户和其他应用程序轻易看到。
  • POST 方法:通过 HTTP 请求体向服务器传递数据。数据不会显示在 URL 中,而是以表单形式隐式地传递给服务器。因此,POST 请求的数据对于用户来说是不可见的。
  1. 数据长度限制
  • GET 方法:由于数据是作为 URL 的一部分传递的,所以传输的数据量受到 URL 长度的限制,不同浏览器和服务器对 URL 长度的限制不同,通常在 2KB 到 8KB 之间。
  • POST 方法:由于数据是通过请求体传递的,所以数据量通常没有明确的限制,但是服务器和应用程序可能会设置最大允许的请求体大小
  1. 安全性
  • GET 方法:由于数据在 URL 中可见,因此不适合传输敏感数据,如密码等,因为敏感数据容易被截获或篡改。
  • POST 方法:由于数据不会显示在 URL 中,因此更适合传输敏感数据,提供了更高的安全性。
  1. 可缓存性
  • GET 方法:请求可被缓存,如果相同的请求再次发送,则可能从缓存中获取响应,以提高性能。
  • POST 方法:请求通常不会被缓存,因为它们可能对服务器产生更改或副作用。

注意:POST虽然比GET安全点,但是并不意味着他是安全的

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

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;

二、基于Http服务器

实现一个最简单的HTTP服务器, 只在网页上输出 "自己定义的内容"; 按照HTTP协议的要求构造数据,更好的理解htpp服务器。

1、htppserver服务器

htppserver.hpp

#pragma once
 
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <functional>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include "Protocol.hpp"
 
namespace server
{
    enum
    {
        USAGE_ERR = 1,
        SOCKET_ERR,
        BIND_ERR,
        LISTEN_ERR
    };
 
    static const uint16_t gport = 8080;
    static const int gbacklog = 5;
 
    using func_t = std::function<bool(const HttpRequest &, HttpResponse &)>;
 
    class HttpServer
    {
    public:
        HttpServer(func_t func, const uint16_t &port = gport) : _func(func), _listensock(-1), _port(port)
        {
        }
        void initServer()
        {
            // 1. 创建socket文件套接字对象
            _listensock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
            if (_listensock < 0)
            {
                exit(SOCKET_ERR);
            }
 
            // 2. bind绑定自己的网络信息
            struct sockaddr_in local;
            memset(&local, 0, sizeof(local));
            local.sin_family = AF_INET;
            local.sin_port = htons(_port);
            local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
            if (bind(_listensock, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0)
            {
                exit(BIND_ERR);
            }
 
            // 3. 设置socket 为监听状态
            if (listen(_listensock, gbacklog) < 0) // 第二个参数backlog后面在填这个坑
            {
                exit(LISTEN_ERR);
            }
        }
        void HandlerHttp(int sock)
        {
            // 1. 读到完整的http请求
            // 2. 反序列化
            // 3. httprequst, httpresponse, _func(req, resp)
            // 4. resp序列化
            // 5. send
            char buffer[4096];
            HttpRequest req;
            HttpResponse resp;
            size_t n = recv(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0); // 大概率我们直接就能读取到完整的http请求
            if (n > 0)
            {
                buffer[n] = 0;
                req.inbuffer = buffer;
                req.parse();
                _func(req, resp); // req -> resp
                send(sock, resp.outbuffer.c_str(), resp.outbuffer.size(), 0);
            }
        }
        void start()
        {
            for (;;)
            {
                // 4. server 获取新链接
                // sock, 和client进行通信的fd
                struct sockaddr_in peer;
                socklen_t len = sizeof(peer);
                int sock = accept(_listensock, (struct sockaddr *)&peer, &len);
                if (sock < 0)
                {
                    continue;
                }
 
                // version 2 多进程版(2)
                pid_t id = fork();
                if (id == 0) // child
                {
                    close(_listensock);
                    if (fork() > 0)
                        exit(0);
                    HandlerHttp(sock);
                    close(sock);
                    exit(0);
                }
                close(sock);
 
                // father
                waitpid(id, nullptr, 0);
            }
        }
        ~HttpServer() {}
 
    private:
        int _listensock; // 不是用来进行数据通信的,它是用来监听链接到来,获取新链接的!
        uint16_t _port;
        func_t _func;
    };
 
} // namespace server

htppserver.cc

#include "HttpServer.hpp"
#include <memory>
 
using namespace std;
using namespace server;
 
void Usage(std::string proc)
{
    cerr << "Usage:\n\t" << proc << " port\r\n\r\n";
}
 
// 文件后缀来生成相应的 Content-Type 字符串
std::string suffixToDesc(const std::string suffix)
{
    std::string ct = "Content-Type: ";
    if (suffix == ".html")
        ct += "text/html";
    else if (suffix == ".jpg")
        ct += "application/x-jpg"; // application申请
    ct += "\r\n";
    return ct;
}
//  1. 服务器和网页分离,html
//  2. url -> / : web根目录
bool Get(const HttpRequest &req, HttpResponse &resp)
{
    // for test
    cout << "----------------------http start---------------------------" << endl;
    cout << req.inbuffer << std::endl;
    std::cout << "method: " << req.method << std::endl;
    std::cout << "url: " << req.url << std::endl;
    std::cout << "httpversion: " << req.httpversion << std::endl;
    std::cout << "path: " << req.path << std::endl;
    std::cout << "suffix: " << req.suffix << std::endl;
    std::cout << "size: " << req.size << "字节" << std::endl;
    cout << "----------------------http end---------------------------" << endl;
 
    std::string respline = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
    std::string respheader = "Content-Type: text/html\r\n";
 
    respheader += "Set-Cookie: name=1234567abcdefg; Max-age=120\r\n"; // 这个 Cookie 的最大有效期是 120 秒。
 
    std::string respblank = "\r\n";
    // std::string body = "<html lang=\"en\"><head><meta charset=\"UTF-8\"><title>for test</title><h1>hello world</h1></head><body><p>北京交通广播《一路畅通》“交通大家谈”节目,特邀北京市交通委员会地面公交运营管理处处长赵震、北京市公安局公安交通管理局秩序处副处长 林志勇、北京交通发展研究院交通规划所所长 刘雪杰为您解答公交车专用道6月1日起社会车辆进出公交车道须注意哪些?</p></body></html>";
 
    std::string body;
    body.resize(req.size + 1);
 
    if (!Util::readFile(req.path, (char *)body.c_str(), req.size))
        Util::readFile(html_404, (char *)body.c_str(), req.size);
    respheader += "Content-Length";
    respheader += std::to_string(body.size());
    respheader += "\r\n";
 
    resp.outbuffer += respline;
    resp.outbuffer += respheader;
    resp.outbuffer += respblank;
    cout << "----------------------http response start---------------------------" << endl;
    std::cout << resp.outbuffer << std::endl;
    cout << "----------------------http response end---------------------------" << endl;
    resp.outbuffer += body;
 
    return true;
}
 
// ./httpServer 8080
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(0);
    }
    uint16_t port = atoi(argv[1]);
    unique_ptr<HttpServer> httpsvr(new HttpServer(Get, port));
    httpsvr->initServer();
    httpsvr->start();
 
    return 0;
}

2、Protool.hpp

服务器的请求和响应

#pragma once
 
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
 
#include "Util.hpp"
 
const std::string sep = "\r\n";
const std::string default_root = "./wwwroot";
const std::string home_page = "index.html";
const std::string html_404 = "wwwroot/404.html";
 
class HttpRequest
{
public:
    HttpRequest() {}
    ~HttpRequest() {}
    void parse()
    {
        // 1. 从inbuffer中拿到第一行,分隔符\r\n
        std::string line = Util::getOneLine(inbuffer, sep);
        if (line.empty())
            return;
        // 2. 从请求行中提取三个字段
        // std::cout << "line: " << line << std::endl;
        std::stringstream ss(line);
        ss >> method >> url >> httpversion; // method方法
 
        // 3. 添加web默认路径
        path = default_root; // ./wwwroot,
        path += url;         //./wwwroot/a/b/c.html, ./wwwroot/
        if (path[path.size() - 1] == '/')
            path += home_page;
 
        // 4. 获取path对应的资源后缀
        // ./wwwroot/index.html
        // ./wwwroot/test/a.html
        // ./wwwroot/image/1.jpg
        auto pos = path.rfind(".");
        if (pos == std::string::npos)
            suffix = ".html";
        else
            suffix = path.substr(pos);
        // 5 获取资源大小
        struct stat st; // struct stat 是用于获取文件或文件系统状态信息的结构体
        int n = stat(path.c_str(), &st);
        if (n == 0)
            size = st.st_size;
        else
            size = -1;
    }
 
public:
    std::string inbuffer;
    // std::string reqline;
    // std::vector<std::string> reqheader;
    // std::string body;
 
    std::string method;
    std::string url;
    std::string httpversion;
    std::string path;
    std::string suffix;
    int size;
    std::string parm;
};
 
class HttpResponse
{
public:
    std::string outbuffer;
};

3、Util.hpp

这里完成文件的读取

#pragma once
 
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <fcntl.h>
 
class Util
{
public:
    // XXXX XXX XXX\r\nYYYYY
    // 找到空行的出现
    static std::string getOneLine(std::string &buffer, const std::string &sep)
    {
        auto pos = buffer.find(sep);
        if (pos == std::string::npos)
            return "";
        std::string sub = buffer.substr(0, pos);
        buffer.erase(0, sub.size() + sep.size());
        return sub;
    }
 
    static bool readFile(const std::string resource, char *buffer, int size)
    {
        std::ifstream in(resource, std::ios::binary); // 读取文件
        if (!in.is_open())
            return false;
        in.read(buffer, size);
        in.close();
        return close;
    }
};

4、wwwroot

在这里完成网站的设计,这里注意使用的是Html

网站的首页

网页中我们设计二个板块新闻,电商,梅花图片,账号密码的设计 。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>我的首页</title>
</head>
 
<body>
    <h1>我是网站的首页</h1>
    <!-- <img src="https://img1.baidu.com/it/u=2812417321,4100104782&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=750" alt="石榴花"> -->
    <!-- <a href="http://pic1.win4000.com/wallpaper/c/5799c80de4900.jpg"></a> -->
    <a href="/test/a.html">新闻</a>
    <a href="/test/c.html">电商</a>
    <img src="/image/1.jpg" alt="梅花">
    <form action="/a/b/c.py" method="POST">
        姓名:<br>
        <input type="text" name="xname">
        <br>
        密码:<br>
        <input type="password" name="ypwd">
        <br><br>
        <input type="submit" value="登陆">
    </form>
</body>
 
</html>

网站新闻设计

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>a网页</title>
</head>
 
<body>
    <h1>我是a网页,负责新闻的入口</h1>
    <a href="/">返回</a>
</body>
 
</html>

网站的电商设计

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>b网页</title>
</head>
 
<body>
    <h1>我是b网页,负责电商的入口</h1>
    <a href="/">返回</a>
</body>
 
</html>

网站报错误

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>资源不存在</title>
</head>
 
<body>
    <h1>你所访问的资源并不存在,404!</h1>
</body>
 
</html>

5、程序运行后的细节

服务器运行后,我们在网站上输入自己的主机号:端口号

当我们点击新闻时候,会跳转在新闻网站,这是对应的是Http的长链接

HTTP协议中的长连接(Keep-Alive)是一种在单个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应的机制。在默认情况下,HTTP/1.0 版本中的每个请求/响应交互都需要建立一个新的TCP连接,处理完成后即关闭连接。而长连接则允许在一次TCP连接中传输多个请求和响应,而不需要每次都重新建立连接。

账号输入密码,我们就可以进行跳转

Htpp协议的会话保持

HTTP协议的会话保持是一种机制,用于在客户端和服务器之间保持持久的连接状态,使得在多个HTTP请求之间能够保持同一个会话的相关信息。通常,会话保持是通过使用Cookie或者URL重写的方式实现的。

Cookie

  • Cookie 是一种在客户端存储的小型数据片段,由服务器通过 HTTP 响应头发送给客户端,客户端会将其保存起来,在以后的请求中通过 HTTP 请求头发送给服务器。
  • 通过在客户端存储会话标识符等信息,服务器可以在多个HTTP请求之间识别出同一个用户的会话,并保持会话状态。
  • 使用 Cookie 的方式可以实现更加灵活和复杂的会话管理,例如,可以存储用户的登录状态、购物车信息等。

URL 重写

  • URL 重写是一种在URL中包含会话标识符的方式,通过在每个URL后面添加会话标识符参数来实现会话保持。
  • 服务器会将会话标识符作为参数附加在URL后面,客户端在每个请求中都需要将该标识符带回服务器。
  • 虽然URL重写可以实现基本的会话保持,但其缺点是会在URL中暴露会话信息,可能存在安全隐患,并且会导致URL的长度增加,影响可读性。

 

 

Linux命令

mv 是 Linux 和 Unix 操作系统中用于移动或重命名文件和目录的命令。它的基本语法如下:

mv [options] source destination

mv 命令选项包括:

-i, --interactive: 在执行前进行交互式确认,防止覆盖已存在的目标文件。
-u, --update: 仅在源文件比目标文件新或目标文件不存在时才执行移动操作。
-b, --backup[=CONTROL]: 在移动文件前进行备份,可以指定备份的方式,如 -b 或 -b=numbered。
-f, --force: 强制执行移动操作,即使目标文件已存在,也会覆盖。

例子:

1 将文件从一个目录移动到另一个目录:

mv /path/to/sourcefile /path/to/destination/

2 重命名文件:

mv oldfile.txt newfile.txt

3 移动并覆盖目标文件

mv -f sourcefile.txt /path/to/destination/

4 移动目录:

mv /path/to/sourcedir /path/to/destination/

 

 

 

 


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如今的网络环境中,网络安全威胁日益严峻,面对此类问题,除了提升相关硬件的安全性、树立法律法规及行业准则,增强网民的网络安全意识的重要性也逐渐凸显。本文梳理了2000年以来有关网络安全意识的研究,综述范围为中国知网中篇名为“网络安全意识”的期刊、硕博论文、会议论文、报纸。网络安全意识的内涵是在“网络安全”“网络安全风险”等相关概念的发展中逐渐明确并丰富起来的,但到目前为止并未出现清晰的概念界定。此领域内的实证研究主要针对网络安全意识现状与问题,其研究对象主要是青少年。网络安全意识教育方面,很多学者总结了国外的成熟经验,但在具体运用上仍缺乏考虑我国的实际状况。 内容目录: 1 网络安全意识的相关
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网络安全与信息安全:漏洞、加密技术与安全意识的交织
【10月更文挑战第28天】在数字时代的浪潮中,网络安全与信息安全成为保护个人隐私和企业资产的重要盾牌。本文将深入探讨网络安全中的常见漏洞,介绍加密技术的基本概念及其在保护数据中的应用,并强调提高安全意识的重要性。通过分析具体案例和提供实用的防护措施,旨在为读者提供一个全面的网络安全知识框架,以应对日益复杂的网络威胁。
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网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
【10月更文挑战第30天】在数字化时代,网络安全和信息安全已成为我们生活中不可或缺的一部分。本文将介绍网络安全漏洞、加密技术以及安全意识等方面的知识,帮助读者更好地了解网络安全的重要性,提高自己的网络安全意识和技能。