网络通信：http协议

虽然我们说, 应用层协议是我们程序猿自己定的. 但实际上, 已经有大佬们定义了一些现成的, 又非常好用的应用层协议, 供我们直接参考使用. HTTP(超文本传输协议) 就是其中之一.

认识URL

统一资源定位符(Uniform Resource Locator，缩写：URL)，是对资源的引用和访问该资源的方法。俗称网址。

• 主机名：表示IP地址的注册名称(域名)或IP地址，用于识别连接到网络设备的数字标识符
• 端口：跟在域名后面，不是一个URL必须的部分，如果省略端口会使用默认端口。

80是http协议的默认端口，是在输入网站的时候其实浏览器（非IE）已经帮你输入协议了，所以你输入 http://baidu.com，其实是访问 http://baidu.com:80。而8080，一般用与webcahe，完全不一样的两个，比如linux服务器里 apache默认跑80端口，而apache-tomcat默认跑 8080端口，其实端口没有实际意义只是一个接口，主要是看服务的 监听端口。

• 路径：表示服务器上资源的路径,过去这样的路径标记的是服务器上文件的物理路径,但是现在,路径表示的只是一个抽象地址,并不指代任何物理地址.
• 参数：请求里提供的额外参数.这些参数是以键值对的形式,通过&符号分隔开来,服务器可以通过这些参数进行相应的个性化处理
• 锚：用于为页面上的标题提供快速链接，如锚点链接

 urlencode和urldecode

像 / ? : 等这样的字符, 已经被url当做特殊意义理解了. 因此这些字符不能随意出现. 比如, 某个参数中需要带有这些特殊字符, 就必须先对特殊字符进行转义.

转义的规则如下: 将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY 格式

leetcode中文C++   被转义成了   leetcode%E4%B8%AD%E6%96%87C%2B%2B

HTTP协议

HTTP的方法 

创建html文件，输入！并按tab键，可以得到一个简单的模板。

传输正文时中英文会乱码：

在html文件的头标签中加入<meta charset="UTF-8">

添加一个报头  Content-type: text/html

要获取文件信息可以使用stat接口：

//以文件尺寸为例
struct stat st;
int n = stat(path.c_str(), &st);
if(n == 0) size = st.st_size;
else size = -1;  

 网页教程详情见：w3cschool官网 - 编程狮，随时随地学编程

在Linux中可以使用

wget  [域名]  

获取网页数据。

一个简单的网站服务器

Util.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include<fstream>
using namespace std;

class Util
{
public:
    // XXXX XXX XXX\r\nYYYYY
    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 string& name, string& body)
    {
        auto pos = name.find(".");
        string typeofFile = name.substr(pos);
        ifstream fs(name, fstream::in | fstream::binary);
        char c;
        while(fs.get(c))
        {
            body += c;
        }

        fs.close();

        return true;

    }
};

Protocal.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
#include "Util.hpp"

const std::string sep = "\r\n";
const std::string default_root = "./wwwroot";
const std::string home_page = "index.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;

        // 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);
    }
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;
};


class HttpResponse
{
public:
    std::string outbuffer;
};

httpServer.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

httpServer.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";
}
// 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;
    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;

    cout << req.inbuffer << std::endl;
    cout << "----------------------http end---------------------------" << endl;

    std::string respline = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
    std::string respheader = "Content-Type: ";
    if (req.suffix == ".html")
        respheader += "text/html";
    else if (req.suffix == ".jpg")
        respheader += "application/x-jpg;image/jpeg";
    respheader += "\r\n";

    std::string respblank = "\r\n";

    std::string body;
    if(!Util::ReadFile(req.path, body))
    {
        Util::ReadFile("./wwwroot/404.html", body);
    }
    resp.outbuffer += respline;
    resp.outbuffer += respheader;
    resp.outbuffer += respblank;
    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;
}

index.html

<!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>main tittle</title>
</head>
<body>
    <h1>每天都刷leetcode</h1>
    <img src="https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fsafe-img.xhscdn.com%2Fbw1%2F83b66036-a374-424f-ab45-4a02aaf45a4f%3FimageView2%2F2%2Fw%2F1080%2Fformat%2Fjpg&refer=http%3A%2F%2Fsafe-img.xhscdn.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1688195268&t=19cab953a51d9bd85e9b057dc82d7345" alt="测试图片">
    <img src="/image/1.jpg" alt="本地图片">
    <img src="/image/2.jpg" alt="石榴花">
    <a href="/test/a.html">新闻</a>
    <a href="/test/c.html">电商</a>
</body>
</html>

3开头的状态——重定向

重定向流程图：

实现一个简单的临时重定向：

1.将服务器返回的状态行改为

std::string respline = "HTTP/1.1 307 Temporary Redirect\r\n";

 2.在响应报头中加入重定向的域名

respheader += "Location: https://www.qq.com/\r\n";

浏览器在访问我们的服务器时会自动跳转到QQ。

表单

<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>

 使用GET方法和POST方法的区别：

http长连接

HTTP长连接（HTTP keep-alive）是一种在单个TCP连接上可以发送多个HTTP请求和响应的机制。它的主要目的是减少建立和关闭TCP连接的开销，提高性能和效率。

在传统的HTTP协议中，每个HTTP请求都需要建立一个TCP连接，并在请求完成后关闭连接。这意味着在请求的过程中，需要进行多次TCP的三次握手和四次挥手，这些操作会带来一定的开销。而HTTP长连接通过在同一个TCP连接上发送多个HTTP请求，可以避免这些开销，从而提高网络性能。

HTTP长连接的实现方式如下：

1. 建立连接：客户端通过发送一个HTTP请求到服务器来建立TCP连接。在请求头中包含"Connection: keep-alive"字段，告诉服务器希望使用长连接。

2. 多个请求：在建立连接后，客户端可以通过同一个TCP连接发送多个HTTP请求。每个请求都与传统的HTTP请求相同，包括请求行、请求头和请求体。

3. 响应：服务器接收到每个请求后，会发送对应的HTTP响应给客户端。每个响应包括响应行、响应头和响应体。

4. 连接保持：在响应完成后，TCP连接并不关闭，而是继续保持打开状态。这样客户端可以通过这个连接发送下一个HTTP请求，而无需重新建立连接。

5. 关闭连接：当客户端不再需要与服务器通信时，可以发送一个特殊的HTTP请求来关闭连接。在请求头中设置"Connection: close"字段，服务器收到该请求后会关闭TCP连接。

需要注意的是，尽管HTTP长连接可以在一个TCP连接上发送多个请求和响应，但服务器和客户端都需要注意适当的管理连接，以避免连接过多导致资源浪费。一般来说，服务器会根据一定的策略（如超时时间）来关闭闲置的连接，或者客户端可以在不使用连接时主动关闭连接。

HTTP长连接在减少网络延迟和提高性能方面具有显著的优势，特别是对于频繁请求的场景，例如网页浏览和API调用等。然而，需要注意的是，长时间的连接可能会占用服务器资源，因此在设计和实现时需要权衡和优化。

http会话保持

HTTP协议是无状态的，但是我们在网站上登陆，浏览器会保持登陆状态，这就是会话保持实现的。

那么服务器是如何识别用户的。

浏览器将用户信息保留，访问同一个网站时自动推送（cookie技术）

cookie文件由客户端维护，会被木马盗取。

新方法：服务端chanssession文件（包含用户信息——账号密码）和session id，浏览器保持session id发送请求时推送id。 

postman和fiddler

postman和fiddler都是调试工具。

postman（模拟浏览器）查看网络信息。

Fiddler是抓包工具，相当于作为浏览器的代理，隔绝的浏览器和服务器。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-467802.html

到了这里，关于网络通信：http协议的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！