Назначение протокола

HyperText Transfer Protocol (HTTP) — это протокол высокого уровня (а именно, уровня приложений), обеспечивающий необходимую скорость передачи данных, требующуюся для распределенных информационных систем гипермедиа. HTTP используется проектом World Wide Web с 1990 года.

Практические информационные системы требуют большего, чем примитивный поиск, модификация и аннотация данных. HTTP/1.0 предоставляет открытое множество методов, которые могут быть использованы для указания целей запроса. Они построены на дисциплине ссылок, где для указания ресурса, к которому должен быть применен данный метод, используется Универсальный Идентификатор Ресурсов (Universal Resource Identifier — URI), в виде местонахождения (URL) или имени (URN). Формат сообщений сходен с форматом Internet Mail или Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME-Многоцелевое Расширение Почты Internet).

HTTP/1.0 используется также для коммуникаций между различными пользовательскими просмотрщиками и шлюзами, дающими гипермедиа доступ к существующим Internet протоколам, таким как SMTP, NNTP, FTP, Gopher и WAIS. HTTP/1.0 разработан, чтобы позволять таким шлюзам через proxy серверы, без какой-либо потери передавать данные с помощью упомянутых протоколов более ранних версий.

Общая Структура

HTTP основывается на парадигме запросов/ответов. Запрашивающая программа (обычно она называется клиент) устанавливает связь с обслуживающей программой-получателем (обычно называется сервер) и посылает запрос серверу в следующей форме: метод запроса, URI, версия протокола, за которой следует MIME-подобное сообщение, содержащее управляющую информацию запроса, информацию о клиенте и, может быть, тело сообщения. Сервер отвечает сообщением, содержащим строку статуса (включая версию протокола и код статуса — успех или ошибка), за которой следует MIME-подобное сообщение, включающее в себя информацию о сервере, метаинформацию о содержании ответа, и, вероятно, само тело ответа. Следует отметить, что одна программа может быть одновременно и клиентом и сервером. Использование этих терминов в данном тексте относится только к роли, выполняемой программой в течение данного конкретного сеанса связи, а не к общим функциям программы.

В Internet коммуникации обычно основываются на TCP/IP протоколах. Для WWW номер порта по умолчанию — TCP 80, но также могут быть использованы и другие номера портов — это не исключает возможности использовать HTTP в качестве протокола верхнего уровня.

Для большинства приложений сеанс связи открывается клиентом для каждого запроса и закрывается сервером после окончания ответа на запрос. Тем не менее, это не является особенностью протокола. И клиент, и сервер должны иметь возможность закрывать сеанс связи, например, в результате какого-нибудь действия пользователя. В любом случае, разрыв связи, инициированный любой стороной, прерывает текущий запрос, независимо от его статуса.

Общие понятия

Запрос — это сообщение, посылаемое клиентом серверу.
Первая строка этого сообщения включает в себя метод, который должен быть применен к запрашиваемому ресурсу, идентификатор ресурса и используемую версию протокола. Для совместимости с протоколом HTTP/0.9, существует два формата HTTP запроса:

Запрос = Простой-Запрос | Полный-Запрос Простой-Запрос = "GET" SP Запрашиваемый-URI CRLF Полный-Запрос = Строка-Статус *(Общий-Заголовок | Заголовок-Запроса | Заголовок-Содержания) CRLF [ Содержание-Запроса ]

Если HTTP/1.0 сервер получает Простой-Запрос, он должен отвечать Простым-Ответом HTTP/0.9. HTTP/1.0 клиент, способный обрабатывать Полный-Ответ, никогда не должен посылать Простой-Запрос.

Строка Статус

Строка Статус начинается со строки с названием метода, за которым следует URI-Запроса и использующаяся версия протокола. Строка Статус заканчивается символами CRLF. Элементы строки разделяются пробелами (SP). В Строке Статус не допускаются символы LF и CR, за исключением заключающей последовательности CRLF.

Строка-Статус = Метод SP URI-Запроса SP Версия-HTTP CRLF

Следует отметить, что отличие Строки Статус Полного-Запроса от Строки Статус Простого- Запроса заключается в присутствии поля Версия-HTTP.

Метод

В поле Метод указывается метод, который должен быть применен к ресурсу, идентифицируемому URI-Запроса. Названия методов чувствительны к регистру. Существующий список методов может быть расширен.

Метод = "GET" | "HEAD" | "PUT" | "POST" | "DELETE" | "LINK" | "UNLINK" | дополнительный-метод

Список методов, допускаемых отдельным ресурсом, может быть указан в поле Заголовок-Содержание «Баллов». Тем не менее, клиент всегда оповещается сервером через код статуса ответа, допускается ли применение данного метода для указанного ресурса, так как допустимость применения различных методов может динамически изменяться. Если данный метод известен серверу, но не допускается для указанного ресурса, сервер должен вернуть код статуса «405 Method Not Allowed», и код статуса «501 Not Implemented», если метод не известен или не поддерживается данным сервером. Общие методы HTTP/1.0 описываются ниже.

GET

Метод GET служит для получения любой информации, идентифицированной URI-Запроса. Если URI- Запроса ссылается на процесс, выдающий данные, в качестве ответа будут выступать данные, сгенерированные данным процессом, а не код самого процесса (если только это не является выходными данными процесса).

Метод GET изменяется на «условный GET», если сообщение запроса включает в себя поле заголовка «If-Modified-Since». В ответ на условный GET, тело запрашиваемого ресурса передается только, если он изменялся после даты, указанной в заголовке «If-Modified-Since». Алгоритм определения этого включает в себя следующие случаи:

• Если код статуса ответа на запрос будет отличаться от «200 OK», или дата, указанная в поле заголовка «If-Modified-Since» некорректна, ответ будет идентичен ответу на обычный запрос GET.
• Если после указанной даты ресурс изменялся, ответ будет также идентичен ответу на обычный запрос GET.
• Если ресурс не изменялся после указанной даты, сервер вернет код статуса «304 Not Modified».

Использование метода условный GET направлено на разгрузку сети, так как он позволяет не передавать по сети избыточную информацию.

HEAD

Метод HEAD аналогичен методу GET, за исключением того, что в ответе сервер не возвращает Тело- Ответа. Метаинформация, содержащаяся в HTTP заголовках ответа на запрос HEAD, должна быть идентична информации HTTP заголовков ответа на запрос GET. Данный метод может использоваться для получения метаинформации о ресурсе без передачи по сети самого ресурса. Метод «Условный HEAD», аналогичный условному GET, не определен.

POST

Метод POST используется для запроса сервера, чтобы тот принял информацию, включенную в запрос, как субординантную для ресурса, указанного в Строке Статус в поле URI-Запроса. Метод POST был разработан, чтобы была возможность использовать один общий метод для следующих функций:

• Аннотация существующих ресурсов
• Добавление сообщений в группы новостей, почтовые списки или подобные группы статей
• Доставка блоков данных процессам, обрабатывающим данные
• Расширение баз данных через операцию добавления

Реальная функция, выполняемая методом POST, определяется сервером и обычно зависит от URI- Запроса. Добавляемая информация рассматривается как субординатная указанному URI в том же смысле, как файл субординатен каталогу, в котором он находится, новая статья субординатна группе новостей, в которую она добавляется, запись субординатна базе данных.

Клиент может предложить URI для идентификации нового ресурса, включив в запрос заголовок «URI». Тем не менее, сервер должен рассматривать этот URI только как совет и может сохранить тело запроса под другим URI или вообще без него.

Если в результате обработки запроса POST был создан новый ресурс, ответ должен иметь код статуса, равный «201 Created», и содержать URI нового ресурса.

PUT

Метод PUT запрашивает сервер о сохранении Тело-Запроса под URI, равным URI-Запроса. Если URI-Запроса ссылается на уже существующий ресурс, Тело-Запроса должно рассматриваться как модифицированная версия данного ресурса. Если ресурс, на который ссылается URI-Запроса не существует, и данный URI может рассматриваться как описание для нового ресурса, сервер может создать ресурс с данным URI. Если был создан новый ресурс, сервер должен информировать направившего запрос клиента через ответ с кодом статуса «201 Created». Если существующий ресурс был модифицирован, должен быть послан ответ «200 OK», для информирования клиента об успешном завершении операции. Если ресурс с указанным URI не может быть создан или модифицирован, должно быть послано соответствующее сообщение об ошибке.

Фундаментальное различие между методами POST и PUT заключается в различном значении поля URI-Запроса. Для метода POST данный URI указывает ресурс, который будет управлять информацией, содержащейся в теле запроса, как неким придатком. Ресурс может быть обрабатывающим данные процессом, шлюзом в какой нибудь другой протокол, или отдельным ресурсом, допускающим аннотации. В противоположность этому, URI для запроса PUT идентифицирует информацию, содержащуюся в Содержание-Запроса. Использующий запрос PUT точно знает какой URI он собирается использовать, и получатель запроса не должен пытаться применить этот запрос к какому-нибудь другому ресурсу.

DELETE

Метод DELETE используется для удаления ресурсов, идентифицированных с помощью URI-Запроса. Результаты работы данного метода на сервере могут быть изменены с помощью человеческого вмешательства (или каким-нибудь другим способом). В принципе, клиент никогда не может быть уверен, что операция удаления была выполнена, даже если код статуса, переданный сервером, информирует об успешном выполнении действия. Тем не менее, сервер не должен информировать об успехе до тех пор, пока на момент ответа он не будет собираться стереть данный ресурс или переместить его в некоторую недостижимую область.

LINK

Метод LINK устанавливает взаимосвязи между существующим ресурсом, указанным в URI-Запроса, и другими существующими ресурсами. Отличие метода LINK от остальных методов, допускающих установление ссылок между документами, заключается в том, что метод LINK не позволяет передавать в запросе Тело-Запроса, и в том, что в результате работы данного метода не создаются новые ресурсы.

UNLINK

Метод UNLINK удаляет одну или более ссылочных взаимосвязей для ресурса, указанного в URI- Запроса. Эти взаимосвязи могут быть установлены с помощью метода LINK или какого-нибудь другого метода, поддерживающего заголовок «Link». Удаление ссылки на ресурс не означает, что ресурс прекращает существование или становится недоступным для будущих ссылок.

Поля Заголовок-Запроса

Поля Заголовок-Запроса позволяют клиенту передавать серверу дополнительную информацию о запросе и о самом клиенте.

Заголовок-Запроса = Accept | Accept-Charset | Accept-Encoding | Accept-Language | Authorization | From | If-Modified-Since | Pragma | Referer | User-Agent | extension-header

Кроме того через механизм расширения могут быть определены дополнительные заголовки; приложения, которые их не распознают, должны трактовать эти заголовки, как Заголовок-Содержание.

Ниже будут рассмотрены некоторые поля заголовка запроса.

From

В случае присутствия поля From, оно должно содержать полный E-mail адрес пользователя, который управляет программой-агентом, осуществляющей запросы. Этот адрес должен быть задан в формате, определенном в RFC 822. Формат данного поля следующий: From = «From» «:» спецификация адреса. Например:

From: [email protected]

Данное поле может быть использовано для функций захода в систему, а также для идентификации источника некорректных или нежелательных запросов. Оно не должно использоваться, как несекретная форма разграничения прав доступа. Интерпретация этого поля состоит в том, что обрабатываемый запрос производится от имени данного пользователя, который принимает ответственность за применяемый метод. В частности, агенты-роботы должны использовать этот заголовок для того, чтобы можно было связаться с тем человеком, который отвечает за работу робота, в случае возникновения проблем. Почтовый Internet адрес, указывающийся в этом поле, не обязан соответствовать адресу того хоста, с которого был послан данный запрос. По возможности, адрес должен быть доступным Internet адресом вне зависимости от того, является ли он в действительности Internet E-mail адресом или Internet E-mail представлением адреса других почтовых систем.

Замечание: Клиент не должен использовать поле заголовка From без позволения пользователя, так как это может войти в конфликт с его частными интересами или с местной, используемой им, системой безопасности. Настоятельно рекомендуется предоставление пользователю возможности запретить, разрешить или модифицировать это поле в любой момент перед запросом.

If-Modified-Since

Поле заголовка If-Modified-Since используется с методом GET для того, чтобы сделать его условным: если запрашиваемый ресурс не изменялся во времени, указанного в этом поле, копия этого ресурса не будет возвращена сервером; вместо этого, будет возвращен ответ «304 Not Modified» без Тела- Ответа.

If-Modified-Since = "If-Modified-Since" ":" HTTP-дата

Пример использования заголовка:

Целью этой особенности является предоставление возможности эффективного обновления информации локальных кэшей с минимумом передаваемой информации. Тот же результат может быть достигнут применением метода HEAD с последующим использованием GET, если сервер указал, что содержимое документа изменилось.

User-Agent

Поле заголовка User-Agent содержит информацию о пользовательском агенте, пославшем запрос. Данное поле используется для статистики, прослеживания ошибок протокола, и автоматического распознавания пользовательских агентов. Хотя это не обязательно, пользовательские агенты должны всегда включать это поле в свои запросы. Поле может содержать несколько строк, представляющих собой название программного продукта, необязательную косую черту с указанием версии продукта, а также другие программные продукты, составляющие важную часть пользовательского агента. По соглашению, продукты указываются в списке в порядке убывания их значимости для идентификации приложения.

User-Agent = "User-Agent" ":" 1*(продукт) продукт = строка ["/" версия-продукта] версия-продукта = строка

User-Agent: CERN-LineMode/2.15 libwww/2.17b3

Строка, описывающая название продукта, должна быть короткой и давать информацию по существу — использование данного заголовка для рекламирования какой-либо другой, не относящейся к делу, информации не допускается и рассматривается, как не соответствующее протоколу. Хотя в поле версии продукта может присутствовать любая строка, данная строка должна использоваться только для указания версии продукта. Поле User-Agent может включать в себя дополнительную информацию в комментариях, которые не являются частью его значения.

Структура ответа

После получения и интерпретации запроса, сервер посылает ответ в соответствии со следующей формой:

Ответ = Простой-Ответ | Полный-Ответ Простой-Ответ = [ Содержание-Ответа ] Полный-Ответ = Строка-Статус *(Общий-Заголовок | Заголовок-Ответа | Заголовок-Содержания) CRLF [ Содержание-Ответа ]

Простой-Ответ должен посылаться только в ответ на HTTP/0.9 Простой-Запрос, или в том случае, если сервер поддерживает только ограниченный HTTP/0.9 протокол. Если клиент посылает HTTP/1.0 Полный-Запрос и получает ответ, который не начинается со Строки-Статус, он должен предполагать, что ответ сервера представляет собой Простой-Ответ, и обрабатывать его в соответствии с этим. Следует заметить, что Простой-Ответ состоит только из запрашиваемой информации (без заголовков) и поток данных прекращается в тот момент, когда сервер закрывает сеанс связи.

Строка Статус

Первая строка Полного-Запроса является Строкой-Статус, состоящей из версии протокола, за которой следует цифровой код статуса и ассоциированное с ним текстовое предложение. Все элементы Строки-Статус разделены пробелами. Не разрешены символы CR и LF, за исключением завершающей последовательности CRLF.

Строка-Статус=Версия-HTTP SP Статус-Код SP Фраза-Об"яснение.

Так как Строка-Статус всегда начинается с версии протокола «HTTP/» 1*ЦИФРА «.» 1*ЦИФРА (например HTTP/1.0), существование этого выражения рассматривается как основное для определения того, является ли ответ Простым-Ответом, или Полным-Ответом. Хотя формат Простого-Ответа не исключает появления подобной строки (что привело бы к неправильной интерпретации сообщения ответа и принятию его за Полный-Ответ), вероятность такого появления близка к нулю.

Статус-Код и пояснение к нему

Элемент Статус-Код представляет собой 3-х цифровой целый код, идентифицирующий результат попытки интерпретации и удовлетворения запроса. Фраза-Об’яснение, следующая за ним, предназначена для краткого текстового описания Статус-Кода. Статус-Код нацелен на то, чтобы его использовала машина, а Фраза-Об’яснение предназначена для человека. Клиент не обязан исследовать и выводить на экран Фразу-Об’яснение.

Первая цифра Статус-Кода предназначена для определения класса ответа. Последние две цифры не выполняют никакой категоризирующей роли. Существует 5 значений для первой цифры:

1. 1xx: Информационный — Не используется, но зарезервирован для использования в будущем
2. 2xх: Успех — Запрос был полностью получен, понят, и принят к обработке.
3. 3xx: Перенаправление — Клиенту следует предпринять дальнейшие действия для успешного выполнения запроса. Необходимое дополнительное действие иногда может быть выполнено клиентом без взаимодействия с пользователем, но настоятельно рекомендуется, чтобы это имело место только в тех случаях, когда метод, использующийся в запросе безразличен (GET или HEAD).
4. 4xx: Ошибка клиента — Запрос, содержащий неправильные синтаксические конструкции, не может быть успешно выполнен. Класс 4xx предназначен для описания тех случаев, когда ошибка была допущена со стороны клиента. Если клиент еще не завершил запрос, когда он получил ответ с Статус-Кодом- 4xx, он должен немедленно прекратить передачу данных серверу. Данный тип Статус-Кодов применим для любых методов, употребляющихся в запросе.
5. 5xx: Ошибка Сервера — Сервер не смог дать ответ на корректно поставленный запрос. В этих случаях
   сервер либо знает, что он допустил ошибку, либо не способен обработать запрос. За исключением ответов на запросы HEAD, сервер посылает описание ошибочной ситуации и то, является ли это состояние временным или постоянным, в Содержание-Ответа. Данный тип Статус-Кодов применим для любых методов, употребляющихся в запросе.

Отдельные значения Статус-Кодов и соответствующие им Фразы-Об’яснения приведены ниже. Данные Фразы-Об’яснения только рекомендуются — они могут быть замещены любыми другими фразами, сохраняющими смысл и допускающимися протоколом.

Статус-Код = "200" ; OK | "201" ; Created | "202" ; Accepted | "203" ; Provisional Information | "204" ; No Content | "300" ; Multiple Choices | "301" ; Moved Permanently | "302" ; Moved Temporarily | "303" ; Method | "304" ; Not Modified | "400" ; Bad Request | "401" ; Unauthorized | "402" ; Payment Required | "403" ; Forbidden | "404" ; Not Found | "405" ; Method Not Allowed | "406" ; None Acceptable | "407" ; Proxy Authentication Required | "408" ; Request Timeout | "409" ; Conflict | "410" ; Gone | "500" ; Internal Server Error | "501" ; Not Implemented | "502" ; Bad Gateway | "503" ; Service Unavailable | "504" ; Gateway Timeout | Код-Рассширения Код-Расширения = 3ЦИФРА Фраза-Об"яснение = строка *(SP строка)

От HTTP приложений не требуется понимание всех Статус-Кодов, хотя такое понимание, очевидно, желательно. Тем не менее, от приложений требуется способность распознавания классов Статус-Кодов (идентифицирующихся первой цифрой) и отношение ко всем Статус-Кодам статуса ответа, как если бы они были эквивалентны Статус-Коду x00.

Поля Заголовок-Ответа

Поля заголовка ответа позволяют серверу передать дополнительную информацию об ответе, которая не может быть внесена в Строку-Статус. Эти поля заголовков не предназначены для передачи информации о содержании ответа, передаваемого в ответ на запрос, но там может быть информация собственно о сервере.

Заголовок-Ответа= Public | Retry-After | Server | WWW-Authenticate | extension-header

Хотя дополнительные поля заголовка ответа могут быть реализованы через механизм расширения, приложения, которые не распознают эти поля, должны обрабатывать их как поля Заголовок-Содержание. Полное описание этих полей можно получить в спецификации протокола HTTP в CERN.

Общие Понятия

Полный-Запрос и Полный-Ответ может использоваться для передачи некоторой информации в отдельных запросах и ответах. Этой информацией является Содержание-Запроса или Содержание-Ответа соответственно, а также Заголовок-Содержания.

Поля Заголовок-Содержания

Поля Заголовок-Содержания содержат необязательную метаинформацию о Содержании-Запроса или Содержании-Ответа соответственно. Если тело соответствующего сообщения (запроса или ответа) не присутствует, то Заголовок-Содержания содержит информацию о запрашиваемом ресурсе.

Некоторые из полей заголовка содержания описаны ниже.

Allow

Поле заголовка Allow представляет собой список методов, которые поддерживает ресурс, идентифицированный URI-Запроса. Назначение этого поля — точное информирование получателя о допустимых методах, ассоциированных с ресурсом; это поле должно присутствовать в ответе со статус кодом «405 Method Not Allowed».

Allow = "Allow" ":" 1#метод

Пример использования:

Allow: GET, HEAD, PUT

Конечно, клиент может попробовать использовать другие методы. Однако, рекомендуется следовать тем методам, которые указаны в данном поле. У этого поля нет значения по умолчанию; если оно оставлено неопределенным, множество разрешенных методов определяется сервером в момент каждого запроса.

Content-Length

Поле Content-Length указывает размер тела сообщения, посланного сервером в ответ на запрос или, в случае запроса HEAD, размер тела сообщения, которое было бы послано в ответ на запрос GET.

Content-Length = "Content-Length" ":" 1*ЦИФРА

Например:

Content-Length: 3495

Хотя это не обязательно, но все же приложениям настоятельно рекомендуется использовать это поле для анализа размеров передаваемого сообщения, независимо от типа содержащейся в нем информации. Для поля Content-Length допустимым является любое целочисленное значение больше нуля.

Content-Type

Поле заголовка Content-Type идентифицирует тип информации в теле сообщения, которая посылается получающей стороне или, в случае метода HEAD, тип информации (среды), который был бы послан, если использовался метод GET.

Content-Type = "Content-Type" ":" тип-среды

Типы сред определены отдельно.
Пример:

Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-4

Поле Content-Type не имеет значения по умолчанию.

Last-Modified

Поле заголовка содержит дату и время, в которое, по мнению отправляющей стороны, ресурс был последний раз модифицирован. Семантика данного поля определена в терминах, описывающих, как получатель должен его интерпретировать: если получатель имеет копию ресурса, которая старше, чем передаваемая в поле Last-Modified дата, то копия должна считаться устаревшей.

Last-Modified = "Last-Modified" ":" HTTP-дата

Пример использования:

Точное значение этого поля заголовка зависит от реализации отправляющей стороны и сути самого ресурса. Для файлов, это может быть просто его время последней модификации. Для шлюзов к базам данных, это может быть время последнего обновления данных в базе. В любом случае, получатель должен беспокоиться лишь о результате — о том, что находится в данном поле, — и не беспокоиться о том, как результат был получен.

Тело сообщения

Под телом сообщения понимается Содержание-Запроса или Содержание-Ответа соответственно. Тело сообщения, если оно присутствует, посылается в HTTP/1.0 запросе или ответе в формате и кодировке, определяемыми полями Заголовок-Содержания.

Тело-Сообщения = *OCTET (где OCTET это любой 8-битный символ)

Тело сообщения включается в запрос, только если метод запроса подразумевает его наличие. Для спецификации HTTP/1.0 такими методами являются POST и PUT. В общем, на присутствие тела сообщения указывает присутствие таких полей заголовка содержания, как Content-Length и/или Content- Transfer-Encoding, в передаваемом запросе.

Что касается сообщений-ответов, наличие тела сообщения в ответе зависит от метода, который был использован в запросе, и Статус-Кода. Все ответы на запросы HEAD не должны содержать тело сообщения, хотя наличие некоторых полей заголовка сообщения может указывать на возможное присутствие такового. Соответственно, ответы «204 No Content», «304 Not Modified», и «406 None Acceptable» также не должны включать в себя тело сообщения.

Хорошо Плохо

Цель лекции: сформировать представление о функционировании протокола HTTP/HTTPS.

HTTP (HyperText Transfer Protocol) – один из наиболее важных протоколов, который обеспечивает передачу данных через интернет. Протокол HTTP находится на седьмом, прикладном уровне модели OSI и работает на основе протокола TCP.

Поскольку протокол HTTP находится на прикладном уровне, прикладные приложения могут использовать непосредственно его для организации сетевого взаимодействия. Кроме того, протокол HTTP является важнейшей частью веб-приложений. В этом случае браузер, используя возможности HTTP, взаимодействует с сервером для получения необходимых данных.

Протокол HTTP предполагает передачу данных в режиме "запрос-ответ" . При этом в рамках такого взаимодействия могут передаваться данные практически любого типа – обычный текст, гипертекст (HTML), таблицы стилей, клиентские сценарии, изображения, документы в различных форматах, бинарная информация и т.д.

В рамках протокола HTTP всегда четко выделяется клиент и сервер. Клиент всегда является инициатором взаимодействия. Сервер, в свою очередь, прослушивает все входящие соединения и обрабатывает каждое из них. Поскольку HTTP-взаимодействие функционирует по схеме "запрос-ответ", то для инициации сеанса передачи данных необходимо сгенерировать HTTP-запрос. В рамках этого запроса клиент описывает то, какой ресурс он хочет получить от сервера, а также указывает различные дополнительные параметры. После этого запрос отправляется серверу и тот, в свою очередь, обрабатывает запрос и генерирует HTTP-ответ, в котором содержится служебная информация и содержимое того ресурса, который был запрошен. В целом схематически процесс можно изобразить следующим образом.

HTTP-запрос и HTTP-ответ сходны по своей структуре и называются HTTP-сообщениями . Фактически, все взаимодействие в рамках протокола HTTP сводится к пересылке HTTP-сообщений. Каждое HTTP-сообщение является обычной текстовой информацией, представленной в определенном формате. Давайте поподробнее рассмотрим формат HTTP-сообщения.

Каждое HTTP-сообщение состоит из нескольких строк. Первой строкой всегда идет приветственная строка, она существенно различается для HTTP-запроса и HTTP-ответа. Обычно в ней содержится общая информация о запросе. После первой строки в HTTP-сообщении присутствуют HTTP-заголовки – каждый заголовок с новой строки. HTTP-заголовки присутствуют как в HTTP-запросе, так и в HTTP-ответе. Смысл HTTP-заголовков заключается в уточнении HTTP-сообщения для того, чтобы принимающая это HTTP-сообщение сторона могла наиболее точно обработать входящее сообщение. Количество заголовков HTTP-сообщения является переменным и зависит от конкретного HTTP-сообщения. Если отправляющая сторона считает, что этот HTTP-заголовок необходим в этом HTTP-сообщении, то она добавляет его, если нет – то не добавляет. Каждый HTTP-заголовок начинается с новой строки. HTTP-заголовок состоит из имени и значения, имя заголовка определяет его предназначение. После набора HTTP-заголовков следует пустая строка, после которой идет тело HTTP-сообщения. Таким образом, общую структуру HTTP-сообщения можно представить следующим образом.

HTTP-запрос формируется на клиенте и отправляется на сервер с целью получения информации от него. В нем содержится информация о ресурсе, который необходимо загрузить, а также дополнительные сведения. Первая строка содержит метод запроса (который мы рассмотрим далее в этой лекции), имя ресурса (с указанием относительного пути на сервере), а также версию протокола. Например, вид приветственной строки может быть определен как "GET /images/corner1.png HTTP/1.1 ". Такой запрос обращается к серверу с требованием выдать методом GET изображение, расположенное в папке "images " и имеющее название "corner1.png ". HTTP-заголовки имеют важное значение для HTTP-запроса, поскольку в них указывается уточняющая информация о запросе – версия браузера, возможности клиента принимать сжатое содержимое, возможности кэширования и другие важные параметры, которые могут влиять на формирование ответа. В теле HTTP-запроса обычно содержится информация, которую необходимо передать на сервер. Например, если требуется загрузить файл на сервер, то содержимое файла будет находится в теле HTTP-запроса. Однако, размещение данных в теле HTTP-запроса допускается не для всех HTTP-методов. Например, тело HTTP-запроса всегда пустое, если используется метод GET . Таким образом, стандартный HTTP-запрос может выглядеть следующим образом.

В приведенном HTTP-запросе клиент обращается к серверу "microsoft.com ", запрашивает ресурс "images/corner.png " и указывает, что он способен принимать сжатое содержимое по алгоритму "gzip " или "deflate ", его языком является английский язык и указывает версию своего браузера. Как было отмечено ранее, количество и набор заголовков может существенно отличаться. Можно привести другой пример HTTP-запроса.

Этот запрос отличается от предыдущего тем, что в нем используется метод POST , который также загружает данные на сервер. При этом сами данные содержаться в теле HTTP-запроса после пустой строки.

HTTP-ответ генерируется веб-сервером в ответ на поступивший HTTP-запрос. По своей структуре он схож с HTTP-запросом, но имеет определенные отличия. Главное отличие содержится в первой строке. Вместо имени запрашиваемого ресурса и метода запроса в ней указывается статус ответа. Статус указывает на то, насколько успешно выполнился HTTP-запрос. Например, в случае, если документ найден на сервере и может быть выдан клиенту, то статус имеет значение "ОК ", которое говорит о том, что запрос выполнился успешно. Однако, могут появляться исключительные ситуации – например, документ отсутствует на сервере или у пользователя отсутствуют права на получение ресурса. Набор всевозможных статусных сообщений HTTP-ответа мы рассмотрим далее в этой лекции. Таким образом, первая строка HTTP-ответа может принимать значение "HTTP/1.1 200 OK ". HTTP-заголовки в HTTP-ответе также являются важным элементом. Они характеризуют содержимое, которое передается клиенту. Например, в этих HTTP-заголовках может содержаться информация о типе содержимого (HTML-документ, изображение и т.д.), длине содержимого (размер в байтах), дате модификации, режиме кэширования и др. Все эти заголовки влияют на способ отображения данных на клиенте, а также устанавливают правила хранения данных в клиентском кэше. Типичный вид HTTP-ответа может быть следующим.

В приведенном примере сервер указывает, что ресурс найден, его тип – HTML-документ, а также указывает размер и дату модификации. После пустой строки идет содержимое HTML-документа, т.е. по сути то, что запрашивал клиент. Как и в случае с HTTP-запросом, в HTTP-ответе количество заголовков может изменяться на усмотрение веб-сервера.

При рассмотрении структуры HTTP-запроса было затронуто понятие метода HTTP-запроса . Метод HTTP-запроса определяет каким образом будет обрабатываться указанный HTTP-запрос, т.е. в каком-то смысле определяет его семантику. Поскольку HTTP-запросы могут иметь самый разнообразный смысл, то указание метода является важной частью построения HTTP-запроса. HTTP-запросы могут иметь следующие значения: запрос ресурса от сервера, создание или изменение ресурса на сервере, удаление ресурса на сервере и т.д.

Наиболее распространенными методами HTTP-запроса являются следующие типы методов:

Кроме указанных методов HTTP, существует еще большое количество других методов, определенных в спецификации протокола HTTP. Однако, несмотря на это, браузерами зачастую используются только методы GET и POST . Тем не менее, другие прикладные приложения могут использовать HTTP-методы по своему усмотрению.

Как мы увидели ранее, в составе HTTP-ответа содержится статусный код или код возврата . Этот статус показывает состояние HTTP-ответа, которое получено от сервера. Этот механизм является необходимым при функционировании протокола HTTP, поскольку при обработке запроса могут встречаться различные нестандартные ситуации. Все статусные коды являются трехзначными числами. Кроме того, в составе HTTP-ответа может присутствовать текстовое описание состояния. Все статусные коды делятся на пять групп.

Каждая группа статусных кодов идентифицирует ситуацию, в которой оказался запрос. Группа определяется первым разрядом статусного кода. Например, статусные коды группы 2xx говорят об успехе выполнения HTTP-запроса. Наиболее используемые статусные коды приведены в таблице ниже.

Эти и другие статусные коды используются для передачи информации о статусе запроса от клиента к серверу.

Отличительной особенностью протокола HTTP является то, что в рамках этого протокола информация передается в виде текста. Это означает, что работать с таким протоколом достаточно просто. Кроме того, инженеры по безопасности даже при строгом режиме безопасности оставляют открытым именно протокол HTTP. Поэтому реализация сетевого взаимодействия в рамках протокола HTTP является одним из перспективных направлений.

Однако, несмотря на простоту протокола, существует проблема утечки передаваемой информации. Поскольку информация передается в виде обычного текста, то перехват такой информации осуществляется достаточно просто. В некоторых ситуациях эта проблема не является критичной. Однако, для веб-приложений, работающих с конфиденциальной информацией это достаточно существенный недостаток.

По этой причине существует модификация этого протокола – HTTPS , т.е. протокол HTTP с поддержкой шифрования.

Как известно, существуют классические криптостойкие алгоритмы шифрования, которые шифруют данные на основе существующего ключа. Для шифрования и расшифровки данных используется один и тот же ключ – если кто-либо знает ключ к зашифрованной информации, то он может расшифровать ее. Ключ – это обычная последовательность бит определенной длины. Чем больше длина ключа, тем сложнее взломать алгоритм шифрования. Таким образом, для того, чтобы защитить свою информацию, необходимо хранить в секрете ключ шифрования. Однако, каким образом это обеспечить в рамках взаимодействия по протоколу HTTP? Ведь если передавать этот ключ в открытом виде, то смысл шифрования пропадает. В этом случае используют дополнительно другой вид шифрования – ассиметричный. В этом случае существует пара ключей – открытый и закрытый. С помощью открытого ключа можно только зашифровать информацию, а с помощью закрытого – расшифровать. Обычно при таком подходе закрытый ключ хранится в секрете, а открытый ключ является общедоступным. Однако, ассиметричный алгоритм работает медленнее, чем симметричный, поэтому его используют для первоначального обмена симметричными ключами. Давайте рассмотрим весь алгоритм работы зашифрованного соединения по HTTP.

При обращении клиента к серверу по защищенному каналу сервер хранит открытый и закрытый ключ. В начальный момент времени сервер передает клиенту открытый ключ ассиметричного шифрования. Клиент случайным образом генерирует ключ симметричного шифрования и шифрует его с помощью открытого ключа, полученного от сервера. После этого клиент отправляет зашифрованный ключ на сервер и в этот момент времени клиент и сервер имеют одинаковые ключи для симметричного шифрования. Далее идет HTTP-взаимодействие, которое шифруется с помощью этого симметричного ключа. Симметричный ключ остается в секрете и не может быть перехвачен, поскольку закрытый ключ (которым можно расшифровать первое сообщение, содержащее симметричный ключ) остается в секрете на сервере. Таким образом, обеспечивается конфиденциальность и целостность передаваемых данных по протоколу HTTP

Краткие итоги

Все веб-приложения работают на основе протокола HTTP. Протокол HTTP передает текстовую информацию и работает в режиме "запрос-ответ". HTTP-запрос и HTTP-ответ имеют строго определенную структуру – привественная строка, заголовки и тело сообщения. Количество HTTP-заголовков переменное. HTTP-заголовки от тела сообщения отделяет пустая строка. Каждый HTTP-запрос отправляется на сервер в рамках HTTP-метода. HTTP-метод определяет семантику запроса (получить ресурс, добавить, изменить, удалить и т.д.). В HTTP-ответе кроме служебной информации и полезных данных, отправляется статус запроса, который информирует клиента об успешности выполнения запроса. Все статусные коды делятся на группы. Поскольку данные, передаваемые по протоколу HTTP можно перехватить, то он не обеспечивает конфиденциальности передаваемой информации. Если подобный уровень безопасности необходим, то нужно использовать протокол HTTPS, который обеспечивает шифрование передаваемой информации на основе комбинирования симметричного и ассиметричного алгоритмов шифрования.

Вашему вниманию предлагается описание основных аспектов протокола HTTP - сетевого протокола, с начала 90-х и по сей день позволяющего вашему браузеру загружать веб-страницы. Данная статья написана для тех, кто только начинает работать с компьютерными сетями и заниматься разработкой сетевых приложений, и кому пока что сложно самостоятельно читать официальные спецификации.

HTTP - широко распространённый протокол передачи данных, изначально предназначенный для передачи гипертекстовых документов (то есть документов, которые могут содержать ссылки, позволяющие организовать переход к другим документам).

Аббревиатура HTTP расшифровывается как HyperText Transfer Protocol , «протокол передачи гипертекста». В соответствии со спецификацией OSI , HTTP является протоколом прикладного (верхнего, 7-го) уровня. Актуальная на данный момент версия протокола, HTTP 1.1, описана в спецификации RFC 2616 .

Протокол HTTP предполагает использование клиент-серверной структуры передачи данных. Клиентское приложение формирует запрос и отправляет его на сервер, после чего серверное программное обеспечение обрабатывает данный запрос, формирует ответ и передаёт его обратно клиенту. После этого клиентское приложение может продолжить отправлять другие запросы, которые будут обработаны аналогичным образом.

Задача, которая традиционно решается с помощью протокола HTTP - обмен данными между пользовательским приложением, осуществляющим доступ к веб-ресурсам (обычно это веб-браузер) и веб-сервером. На данный момент именно благодаря протоколу HTTP обеспечивается работа Всемирной паутины.

Также HTTP часто используется как протокол передачи информации для других протоколов прикладного уровня, таких как SOAP, XML-RPC и WebDAV. В таком случае говорят, что протокол HTTP используется как «транспорт».

API многих программных продуктов также подразумевает использование HTTP для передачи данных - сами данные при этом могут иметь любой формат, например, XML или JSON.

Как правило, передача данных по протоколу HTTP осуществляется через TCP/IP-соединения. Серверное программное обеспечение при этом обычно использует TCP-порт 80 (и, если порт не указан явно, то обычно клиентское программное обеспечение по умолчанию использует именно 80-й порт для открываемых HTTP-соединений), хотя может использовать и любой другой.

Как отправить HTTP-запрос?

Предположим, что он ввёл в адресной строке следующее:

Http://alizar.сайт/

Соответственно вам, как веб-браузеру, теперь необходимо подключиться к веб-серверу по адресу alizar.сайт.

Для этого вы можете воспользоваться любой подходящей утилитой командной строки. Например, telnet:

Telnet alizar.сайт 80

Сразу уточню, что если вы вдруг передумаете, то нажмите Ctrl + «]», и затем ввод - это позволит вам закрыть HTTP-соединение. Помимо telnet можете попробовать nc (или ncat) - по вкусу.

После того, как вы подключитесь к серверу, нужно отправить HTTP-запрос. Это, кстати, очень легко - HTTP-запросы могут состоять всего из двух строчек.

Для того, чтобы сформировать HTTP-запрос, необходимо составить стартовую строку, а также задать по крайней мере один заголовок - это заголовок Host, который является обязательным, и должен присутствовать в каждом запросе. Дело в том, что преобразование доменного имени в IP-адрес осуществляется на стороне клиента, и, соответственно, когда вы открываете TCP-соединение, то удалённый сервер не обладает никакой информацией о том, какой именно адрес использовался для соединения: это мог быть, например, адрес alizar..ru или m.. Однако фактически сетевое соединение во всех случаях открывается с узлом 212.24.43.44, и даже если первоначально при открытии соединения был задан не этот IP-адрес, а какое-либо доменное имя, то сервер об этом никак не информируется - и именно поэтому этот адрес необходимо передать в заголовке Host.

Стартовая (начальная) строка запроса для HTTP 1.1 составляется по следующей схеме:

Например (такая стартовая строка может указывать на то, что запрашивается главная страница сайта):

Ну и, конечно, не забывайте, что любая технология становится намного проще и понятнее тогда, когда вы фактически начинаете ей пользоваться.

Удачи и плодотворного обучения!

Теги:

• http
• alizar
• spdy

Мы выпустили новую книгу «Контент-маркетинг в социальных сетях: Как засесть в голову подписчиков и влюбить их в свой бренд».

HTTP - это , позволяющий передавать данные. Изначально он создавался для отправки и принятия документов, содержащих внутри ссылки для выполнения перехода на сторонние ресурсы.

Аббревиатура читается как «HyperText Transfer Protocol», что в переводе означает «протокол для передачи ». HTTP относится к группе прикладного уровня на основании специфики, использующейся OSI.

Чтобы лучше понять, что значит HTTP, разберем простую аналогию. Представим, что вы общаетесь с иностранцем в социальной сети. Он отправляет вам сообщение на английском языке, вы его получаете. Но понять содержимое вы не можете, так как не достаточно владеете языком. Чтобы расшифровать сообщение, воспользуетесь словарем. Поняв суть, вы отвечаете иностранцу на русском языке и отправляете ответ. Иностранец получает ответ и с помощью переводчика расшифровывает послание. Если упростить весь механизм, протоколы интернета HTTP выполняют функцию переводчика. С их помощью браузер может переводить зашифрованное содержимое веб-страниц и отображать их содержимое.

Для чего нужен HTTP

Протокол HTTP служит для обмена информацией с помощью клиент-серверной модели. Клиент составляет и передает запрос на сервер, затем сервер обрабатывает и анализирует его, после этого создается ответ и отправляется пользователю. По окончании данного процесса клиент делает новую команду, и все повторяется.

Таким образом, протокол HTTP позволяет осуществлять обмен информацией между различными приложениями пользователей и специальными веб-серверами, а также подключаться к веб-ресурсам (как правило, браузерам). Сегодня описываемый протокол обеспечивает работу всей сети. Протокол передачи данных HTTP применяется и для передачи информации по другим протоколам более низкого уровня, например, WebDAV или SOAP. При этом протокол представляет собой средство для транспортировки. Многие программы также основываются на применении HTTP в качестве основного инструмента для обмена информацией. Данные представляются в различных форматах, к примеру, JSON или XML.

HTTP является протоколом для обмена информацией с помощью соединения IP/ ТСР. Как правило, для этого сервер использует порт 80 типа TCP. Если порт не прописан, программное обеспечение клиента будет использовать порт 80 типа TCP по умолчанию. В некоторых случаях могут использоваться и другие порты.

В протоколе HTTP используется симметричная схема шифрования, в его работе применяются симметричные криптосистемы. Симметричные криптосистемы предполагают использование одного и того же ключа для шифрования и расшифрования информации.

Чем отличается HTTP от HTTPS

Отличие можно обнаружить даже из расшифровок аббревиатур. HTTPS расшифровывается как «защита протокола передачи гипертекста». Таким образом, HTTP - самостоятельный протокол, а HTTPS - расширение для его защиты. По HTTP информация передается незащищенной, а HTTPS обеспечивает криптографическую защиту. Особенно актуально это для ресурсов с ответственной авторизацией. Это могут быть социальные сети или сайты платежных систем.

Чем опасна передача незащищенных данных? Программа-перехватчик может в любой момент передать их злоумышленникам. HTTPS имеет сложную техническую организацию, что позволяет надежно защищать информацию и исключить возможность несанкционированного доступа к ней. Отличие заключается и в портах. HTTPS, как правило, работает с портом 443.

Таким образом, HTTP применяется для передачи данных, а HTTPS позволяет осуществлять защищенную передачу данных с помощью шифрования и выполнять авторизацию на ресурсах с высоким уровнем безопасности.

Дополнительный функционал

HTTP отличается богатым функционалом, он совместим с различными расширениями. Используемая сегодня спецификация 1.1 позволяет применять заголовок Upgrade для переключения и работы через другие протоколы при обмене данными. Для этого пользователь должен отправить запрос серверу с данным заголовком. Если же сервер нуждается в переходе на специфичный обмен по иному протоколу, он возвращает клиенту запрос, в котором отображается статус «426 Upgrade Required».

Данная возможность особенно актуальна для обмена информацией через WebSocket (имеет спецификацию RFC 6455 , позволяет обмениваться данными в любой момент, без лишних HTTP-запросов). Для перехода на WebSocket один пользователь отправляет запрос с заголовком Upgrade и значением «websocket». Далее сервер отвечает «101 Switching Protocols». После этого момента начинается передача информация по WebSocket.

В статье раскрывается сущность работы протокола HTTP, кроме этого рассказывается о разных схемах его работы. Особое внимание уделяется сущности взаимодействия браузера и сервера.

Сущность работы HTTP

В первую очередь следует вникнуть в процесс взаимодействия сервера и пользовательского браузера. Чтобы отобразить на экране страницу сайта, браузер посылает сигнал с запросом на сервер, после этого с сервера приходит закодированное содержимое сайта, которое преобразуется в привычный вид сайта. Изучение этого процесса для веб-разработчика важно тем, что вникнув в суть процесса, можно ускорить работу быстродействия своего ресурса.

Обмен данными между сервером и браузером идет через HTTP протокол . Сам браузер с точки зрения программирования является HTTP клиентом , так как он пользуется этим протоколом при отправке запросов и для получения ответных данных.

Теперь раскроем суть понятия HTTP протокол

HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol) – процесс, согласно которому проводятся все виды обмена информацией в всемирной сети Интернет.

Нас, как веб-разработчиков интересует только сам процесс обмена и вывода информации.

Синхронизированный протокол

Обмен данных осуществляется по схеме «клиент-сервер». В этой схеме клиентом называется устройство которое отправляет запрос на предоставление какой-либо информации, а сервером – система, которая принимает запрос, обрабатывает его и отправляет обратно клиенту ответ. Сам процесс взаимодействия можно разделить на два этапа: отправка HTTP-запроса и получение HTTP-ответа.

Запросы и ответы не имеют возможности передаваться одновременно, обязательно должна сохраняться синхронизация процесса. То есть передача ответа начнется только после завершения отправки запроса, работа по другому принципу невозможна. Чтобы было понятней, проведем аналогию с автобусом: вы не сможете им воспользоваться, пока он не приедет на остановку.

Как осуществляется запрос?

Процесс отправки запроса на сервер можно разбить на несколько составных частей:

1. В первую очередь осуществляется DNS-запрос, который должен преобразовать адрес сайта из URI формата в IP (числовая форма URI-адреса). Именно такой формат адреса используется в Всемирной сети.
2. После определения IP устанавливается связь между сервером и HTTP клиентом.
3. Пересылка запроса.
4. Задержка, в которую входит пересылка информации на сервер, ее обработка и отправка ответа на запрос. Программисты называют этот временной промежуток ожиданием ответа.
5. Получение ответа на запрос.

Отследить все эти этапы можно с помощью панели веб-разработчика в браузере.

Из перечня всех этапов достаточно длительным является первый. В начале развития протокол HTTP использовал устаревшую схему обработки данных, которая предусматривала разрыв связи после того, как будет получен ответ на требуемый запрос. Это очень тормозило процесс работы в интернет-пространстве. Однако, после того как вышла новая стандартизация работы протокола HTTP версии 1.1, стал доступным новый режим работы соединения - keep-alive , согласно которому связь стала неразрывной. Вследствие этого после обработки первого запроса не требуется заново проходить первый этап, а сразу переходить ко второму.

Заметка

Связь сохраняется только в пределах одного веб-ресурса. При переходе на другой хост связь разрывается и первый этап снова становится составляющей частью процесса обработки запроса.

Наиболее длительным процессом в работе протокола является ожидание ответа. В этом случае модернизация спецификации никак не способствует сокращению времени обработки. Также на этот процесс не оказывает никакого влияния мощность устройства, через которое выводится ресурс. Компьютеры вступают в процесс только на завершающем этапе, когда ответ пришел и его нужно обработать.

Такая форма работы сводит шансы сайтов к нулю в конкурентной борьбе с десктопными приложениями. Отсюда выплывает и первый способ ускорить работу сайта – нужно минимизировать количество обращений к серверу, прописанных в коде.

Параллельное HTTP соединение

Чтобы решить проблему большого времени ожидания и прерывания связи с хостом, была создана параллельная схема связи между клиентом и сервером. Другими словами можно одновременно установить соединение с несколькими хостами. Разработчики стандарта HTTP 1.1 советуют подключать не более 2 каналов соединения одновременно. Но следует учитывать, что спецификация вышла на свет еще во времена древних динозавров. Сейчас браузеры легко поддерживают связь с 4 каналами одновременно по умолчанию, а если порыться в настройках клиента, то этот показатель можно увеличить до 8.

Каждый канал работает по старой схеме соединения, но рост их количества привел к существенным изменениям в плане времени загрузки ресурса.

Конвейерное HTTP соединение

С развитием технологий существенно начал развиваться и процесс взаимодействия сервера и браузера. Существенным прорывом в этом вопросе стало создание конвейерной схемы отправки запросов на сервер (в оригинале - HTTP pipelining ). Согласно этой схеме стало возможным по одному каналу отправлять несколько запросов, не дожидаясь ответа на них. В свою очередь сервер стал отправлять ответы на каждый запрос в порядке очереди.

Благодаря этому нововведению стало также возможным сокращение количества TCP/IP-пакетов . Таким образом, можно в один такой пакет поместить несколько HTTP-запросов . Вследствие этого улучшится не только работа протокола, но и повысится эффективность функционирования сети Интернет в целом.

Подводя итог

На сегодняшний день спецификация HTTP 1.1 является морально устаревшей сводкой правил. Над ее модернизацией ведутся работы уже достаточно давно, ярким примером этого являются HTTP-NG и SPDY . Развивать HTTP можно и силами усовершенствования языка программирования сайтов HTML5 . Все эти процессы позволят ускорить работу протокола, однако правило минимизации обращения к серверу, что позволит увеличить скорость работы ресурса, будет всегда актуальным.