web框架的原理以及http协议

我们可以这样理解:所有的Web应用本质上就是一个socket服务端,而用户的浏览器就是一个socket客户端。 这样我们就可以自己实现Web框架了。

  • import socket
  • sk = socket.socket()
  • sk.bind((“127.0.0.1”80))
  • sk.listen()
  • while True:
  •     conn, addr = sk.accept()
  •     data = conn.recv(8096)
  •     conn.send(b“OK”)
  •     conn.close()

可以说Web服务本质上都是在这十几行代码基础上扩展出来的。用户在浏览器中输入网址,浏览器会向服务端发送数据。但是有一个统一的规则,让大家发送消息、接收消息的时候都有个格式依据,不能随便写。这个规则就是HTTP协议,以后浏览器发送请求信息也好,服务器回复响应信息也罢,都要按照这个规则来。我们发现收发的消息需要按照一定的格式来,这里就需要了解一下HTTP协议了,超文本传输协议(英文:Hyper Text Transfer Protocol,HTTP)是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP是万维网的数据通信的基础。HTTP有很多应用,但最著名的是用于web浏览器和web服务器之间的双工通信。HTTP的发展是由蒂姆·伯纳斯-李于1989年在欧洲核子研究组织(CERN)所发起。HTTP的标准制定由万维网协会(World Wide Web Consortium,W3C)和互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)进行协调,最终发布了一系列的RFC,其中最著名的是1999年6月公布的 RFC 2616,定义了HTTP协议中现今广泛使用的一个版本——HTTP 1.1。2014年12月,互联网工程任务组(IETF)的Hypertext Transfer Protocol Bis(httpbis)工作小组将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论,于2015年2月17日被批准。 HTTP/2标准于2015年5月以RFC 7540正式发表,取代HTTP 1.1成为HTTP的实现标准。

HTTP是一个客户端终端(用户)和服务器端(网站)请求和应答的标准(TCP)。通过使用网页浏览器、网络爬虫或者其它的工具,客户端发起一个HTTP请求到服务器上指定端口(默认端口为80)。我们称这个客户端为用户代理程序(user agent)。应答的服务器上存储着一些资源,比如HTML文件和图像。我们称这个应答服务器为源服务器(origin server)。在用户代理和源服务器中间可能存在多个“中间层”,比如代理服务器、网关或者隧道(tunnel)。

尽管TCP/IP协议是互联网上最流行的应用,HTTP协议中,并没有规定必须使用它或它支持的层。事实上,HTTP可以在任何互联网协议上,或其他网络上实现。HTTP假定其下层协议提供可靠的传输。因此,任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。因此也就是其在TCP/IP协议族使用TCP作为其传输层。

通常,由HTTP客户端发起一个请求,创建一个到服务器指定端口(默认是80端口)的TCP连接。HTTP服务器则在那个端口监听客户端的请求。一旦收到请求,服务器会向客户端返回一个状态,比如”HTTP/1.1 200 OK”,以及返回的内容,如请求的文件、错误消息、或者其它信息。

HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面,以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文,请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应,响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

以下是 HTTP 请求/响应的步骤:

1. 客户端连接到Web服务器
一个HTTP客户端,通常是浏览器,与Web服务器的HTTP端口(默认为80)建立一个TCP套接字连接。例如,http://www.luffycity.com。

2. 发送HTTP请求
通过TCP套接字,客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文,一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。

3. 服务器接受请求并返回HTTP响应
Web服务器解析请求,定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字,由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。

4. 释放连接TCP连接
若connection 模式为close,则服务器主动关闭TCP连接,客户端被动关闭连接,释放TCP连接;若connection 模式为keepalive,则该连接会保持一段时间,在该时间内可以继续接收请求;

5. 客户端浏览器解析HTML内容
客户端浏览器首先解析状态行,查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头,响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML,根据HTML的语法对其进行格式化,并在浏览器窗口中显示。

在浏览器地址栏键入URL,按下回车之后会经历以下流程:

  1. 浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;
  2. 解析出 IP 地址后,根据该 IP 地址和默认端口 80,和服务器建立TCP连接;
  3. 浏览器发出读取文件(URL 中域名后面部分对应的文件)的HTTP 请求,该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;
  4. 服务器对浏览器请求作出响应,并把对应的 html 文本发送给浏览器;
  5. 释放 TCP连接;
  6. 浏览器将该 html 文本并显示内容;

http 请求格式

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http响应格式

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