1.4.2 HTTP 协议基础

什么是 HTTP

HTTP 是 Web 领域的核心通信协议。最初的 HTTP 支持基于文本的静态资源获取，随着协议版本的不断迭代，它已经支持如今常见的复杂分布式应用程序。

HTTP 使用一种基于消息的模型，建立于 TCP 层之上。由客户端发送一条请求消息，而后由服务器返回一条响应消息。

HTTP 请求与响应

一次完整的请求或响应由消息头、一个空白行和消息主体构成。以下是一个典型的 HTTP 请求：

GET / HTTP/1.1
Host: www.github.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:52.0) Gecko/20100101 Firefox/52.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.5,en;q=0.3
Accept-Encoding: gzip, deflate
Upgrade-Insecure-Requests: 1
Cookie: logged_in=yes;
Connection: close

第一行分别是请求方法，请求的资源路径和使用的 HTTP 协议版本，第二至九行为消息头键值对。

以下是对上面请求的回应（并不一定和真实访问相同，这里只是做为示例）：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 26 Dec 2017 02:28:53 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Connection: close
Server: GitHub.com
Status: 200 OK
Cache-Control: no-cache
Vary: X-PJAX
X-UA-Compatible: IE=Edge,chrome=1
Set-Cookie: user_session=37Q; path=/;
X-Request-Id: e341
X-Runtime: 0.538664
Content-Security-Policy: default-src 'none';
Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubdomains; preload
Public-Key-Pins: max-age=0;
X-Content-Type-Options: nosniff
X-Frame-Options: deny
X-XSS-Protection: 1; mode=block
X-Runtime-rack: 0.547600
Vary: Accept-Encoding
X-GitHub-Request-Id: 7400
Content-Length: 128504

<!DOCTYPE html>
......

第一行为协议版本、状态号和对应状态的信息，第二至二十二为返回头键值对，紧接着为一个空行和返回的内容实体。

HTTP 方法

在提到 HTTP 方法之前，我们需要先讨论一下 HTTP 版本问题。HTTP 协议现在共有三个大版本，版本差异会导致一些潜在的漏洞利用方式。

版本
简述

HTTP 0.9

该版本只允许 GET 方法，具有典型的无状态性，无协议头和状态码，支持纯文本

HTTP 1.0

增加了 HEAD 和 POST 方法，支持长连接、缓存和身份认证

HTTP 1.1

增加了 Keep-alive 机制和 PipeLining 流水线，新增了 OPTIONS、PUT、DELETE、TRACE、CONNECT 方法

HTTP 2.0

增加了多路复用、头部压缩、随时复位等功能

请求方法
描述

GET

请求获取 URL 资源

POST

执行操作，请求 URL 资源后附加新的数据

HEAD

只获取资源响应消息报头

PUT

请求服务器存储一个资源

DELETE

请求服务器删除资源

TRACE

请求服务器回送收到的信息

OPTIONS

查询服务器的支持选项

URL

URL 是统一资源定位符，它代表了 Web 资源的唯一标识，如同电脑上的盘符路径。最常见的 URL 格式如下所示：

protocol://[user[:password]@]hostname[:post]/[path]/file[?param=value]
协议   分隔符   用户信息        域名      端口   路径   资源文件   参数键   参数值

下面是一张具体案例分析

HTTP 消息头

HTTP 支持许多不同的消息头，一些有着特殊作用，而另一些则特定出现在请求或者响应中。

消息头
描述
备注

Connection

告知通信另一端，在完成HTTP传输后是关闭 TCP 连接，还是保持连接开放

Content-Encoding

规定消息主体内容的编码形式

Content-Length

规定消息主体的字节长度

Content-Type

规定消息主体的内容类型

Accept

告知服务器客户端愿意接受的内容类型

请求

Accept-Encoding

告知服务器客户端愿意接受的内容编码

请求

Authorization

进行内置 HTTP 身份验证

请求

Cookie

用于向服务器提交 cookie

请求

Host

指定所请求的完整 URL 中的主机名称

请求

Origin

跨域请求中的请求域

请求

Referer

指定提出当前请求的原始 URL

请求

User-Agent

提供浏览器或者客户端软件的有关信息

请求

Cache-Control

向浏览器发送缓存指令

响应

Location

重定向响应

响应

Server

提供所使用的服务器软件信息

响应

Set-Cookie

向浏览器发布 cookie

响应

WWW-Authenticate

提供服务器支持的验证信息

响应

Cookie

Cookie 是大多数 Web 应用程序所依赖的关键组成部分，它用来弥补 HTTP 的无状态记录的缺陷。服务器使用 Set-Cookie 发布 cookie，浏览器获取 cookie 后每次请求会在 Cookie 字段中包含 cookie 值。

Cookie 是一组键值对，另外还包括以下信息：

  • expires，用于设定 cookie 的有效时间。

  • domain，用于指定 cookie 的有效域。

  • path，用于指定 cookie 的有效 URL 路径。

  • secure，指定仅在 HTTPS 中提交 cookie。

  • HttpOnly，指定无法通过客户端 JavaScript 直接访问 cookie。

状态码

状态码表明资源的请求结果状态，由三位十进制数组成，第一位代表基本的类别：

  • 1xx，提供信息

  • 2xx，请求成功提交

  • 3xx，客户端重定向其他资源

  • 4xx，请求包含错误

  • 5xx，服务端执行遇到错误

常见的状态码及短语如下所示：

状态码
短语
描述

100

Continue

服务端已收到请求并要求客户端继续发送主体

200

Ok

已成功提交，且响应主体中包含请求结果

201

Created

PUT 请求方法的返回状态，请求成功提交

301

Moved Permanently

请求永久重定向

302

Found

暂时重定向

304

Not Modified

指示浏览器使用缓存中的资源副本

400

Bad Request

客户端提交请求无效

401

Unauthorized

服务端要求身份验证

403

Forbidden

禁止访问被请求资源

404

Not Found

所请求的资源不存在

405

Method Not Allowed

请求方法不支持

413

Request Entity Too Large

请求主体过长

414

Request URI Too Long

请求URL过长

500

Internal Server Error

服务器执行请求时遇到错误

503

Service Unavailable

Web 服务器正常，但请求无法被响应

401 状态支持的 HTTP 身份认证：

  • Basic，以 Base64 编码的方式发送证书

  • NTLM，一种质询-响应机制

  • Digest，一种质询-响应机制，随同证书一起使用一个随机的 MD5 校验和

HTTPS

HTTPS 用来弥补 HTTP 明文传输的缺陷。通过使用安全套接字 SSL，在端与端之间传输加密后的消息，保护传输数据的隐密性和完整性，并且原始的 HTTP 协议依然按照之前同样的方式运作，不需要改变。

参考资料

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