一篇文章讲好HTTP数据包

HTTP数据包详解

什么是HTTP协议

超文本传输协议（英语：Hyper Text Transfer Protocol，缩写：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[1]。HTTP是万维网的数据通信的基础。

目前广泛流行使用的是1999年6月公布的HTTP/1.1 版本，HTTP/2已经出现，但不常用

HTTP/2

当前版本，于2015年5月作为互联网标准正式发布。[5]

HTTP/3

最新版本，于2022年6月6日标准化为RFC9114。[6]会抛弃使用TCP，通过UDP上使用QUIC来承载应用层数据。

插播：TCP/IP协议

参考链接：https://cloud.tencent.com/developer/article/2359341

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/互联网协议）是互联网的基本协议，也是国际互联网络的基础。

TCP/IP 不是指一个协议，也不是 TCP 和 IP 这两个协议的合称，而是一个协议族，包括多个网络协议，比如 IP、ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议）、TCP、HTTP（Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议）、FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）、POP3（Post Office Protocol version 3，邮局协议）等。

TCP/IP 定义了计算机操作系统如何连入互联网，以及数据传输的标准。

TCP/IP 是为了解决不同系统的计算机之间的传输通信而提出的一个标准，不同系统的计算机采用了同一种协议后，就能相互通信，从而能够建立网络连接，实现资源共享和网络通信。就像两个不同国家的人，用同一种语言就能相互交流了。

1. 协议介绍：

TCP/IP协议族包括许多协议，其中一些最重要的包括：

• IP协议（Internet Protocol）： 它定义了互联网上的唯一标识符（IP地址），并负责数据包的路由和转发。
• TCP协议（Transmission Control Protocol）： 提供可靠的、面向连接的数据传输。它确保数据以正确的顺序到达目标，并具有错误检测和重传机制。
• UDP协议（User Datagram Protocol）：** 提供无连接的、不可靠的数据传输。它用于一些实时应用程序，如音频和视频流。
• ICMP协议（Internet Control Message Protocol）： 用于网络故障诊断和错误报告。
• ARP协议（Address Resolution Protocol）： 用于将IP地址映射到物理MAC地址。
• HTTP协议（Hypertext Transfer Protocol）： 用于在Web上传输超文本文档，是万维网的基础。
• FTP协议（File Transfer Protocol）： 用于文件传输。
• SMTP协议（Simple Mail Transfer Protocol）： 用于电子邮件的发送。
• DNS****协议（Domain Name System）： 用于将域名解析为IP地址。

2. 数据传输：

TCP/IP协议的数据传输是端到端的，意味着数据从一个端点（例如计算机）传输到另一个端点，通过一系列的中间路由器和交换机。数据被分为数据包，每个数据包包含源和目标IP地址以及端口号。

数据传输过程如下：

• 发送端将数据划分为数据包，添加源IP地址、目标IP地址和端口号。
• 数据包从源计算机发送到目标计算机，经过中间路由器和交换机。
• 路由器根据目标IP地址将数据包路由到下一跳。
• 目标计算机接收数据包，根据端口号将数据传递给相应的应用程序。

3. 子网和路由：

TCP/IP网络通常分为多个子网，每个子网有自己的IP地址范围。路由器用于连接不同的子网，负责数据包的转发。

4. 安全性：

TCP/IP协议并不特别关注安全性，因此需要额外的安全协议来确保数据的保密性和完整性。例如，SSL/TLS协议用于加密数据传输，IPSec协议用于虚拟专用网络（V**）的安全性。

5.TCP/IP的分层结构：

TCP/IP 协议族按照层次由上到下分成 4 层，分别是应用层（Application Layer）、传输层（Transport Layer）、网络层（Internet Layer，或称网际层）和网络接口层（Network Interface Layer，或称数据链路层）。

应用层包含所有的高层协议，比如 Telnet（Telecommunications Network，远程登录协议）、FTP、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）、DNS（Domain Name Service，域名服务）、NNTP（Net News Transfer Protocol，网络新闻传输协议）和 HTTP 等。Telnet 允许一台机器上的用户登录远程机器进行工作，FTP 提供将文件从一台机器上移到另一台机器上的有效方法，SMTP用于电子邮件的收发，DNS 用于把主机名映射到网络地址，NNTP 用于新闻的发布、检索和获取，HTTP 用于在 WWW 上获取主页。

应用层的下面一层是传输层，著名的 TCP 和 UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）就在这一层。TCP 是面向连接的协议，它提供可靠的报文传输和对上层应用的连接服务。为此，除了基本的数据传输外，它还有可靠性保证、流量控制、多路复用、优先权和安全性控制等功能。UDP 是面向无连接的不可靠传输协议，主要用于不需要TCP的排序和流量控制等功能的应用程序。

传输层的下面一层是网络层，该层是整个 TCP/IP 体系结构的关键部分，其功能是使主机可以把数据报（Packet，或称为分组）发往任何网络，并使分组独立地传向目标。这些分组经由不同的网络到达的顺序和发送的顺序可能不同。网络层使用的协议有 IP。

网络层的下面是数据链路层，该层是整个体系结构的基础部分，负责接收 IP 层的 IP 数据报，通过网络向外发送，或接收从网络上来的物理帧，抽出 IP 数据报，向 IP 层发送。该层是主机与网络的实际连接层。

数据链路层下面就是实体线路（比如以太网络、光纤网络等）。数据链路层有以太网、令牌环网等标准，负责网卡设备的驱动、帧同步（就是从网线上检测到什么信号算作新帧的开始）、冲突检测（如果检测到冲突就自动重发）、数据差错校验等工作。交换机可以在不同的数据链路层的网络之间（比如十兆以太网和百兆以太网之间、以太网和令牌环网之间）转发数据帧，由于不同数据链路层的帧格式不同，交换机要将进来的数据报拆掉报头重新封装之后再转发。

不同的协议层对数据报有不同的称谓，在传输层叫作段（Segment），在网络层叫作数据报（Datagram），在数据链路层叫作帧（Frame）。数据封装成帧后发送到传输介质上，到达目的主机后，每层协议再剥掉相应的报头，最后将应用层数据交给应用程序处理。

我们来看一个例子。以浏览某个网页为例，看一下浏览网页的过程中 TCP/IP 各层做了哪些工作。

发送方：

打开浏览器，输入网址 www.xxx.com，按回车键来访问网页，其实就是访问 Web 服务器上的网页，在应用层采用的协议是 HTTP，浏览器将网址等信息组成 HTTP 数据，并将数据传送给传输层。

传输层在数据前面加上 TCP 报头，并标记端口为 80（Web 服务器的默认端口），将这个数据段给了网络层。

网络层在这个数据段前面加上自己机器的 IP 和目的 IP，这时该段被称为 IP 数据报，然后将这个 IP 数据报给了数据链路层。

数据链路层先在 IP 数据报前面加上自己机器的 MAC 地址以及目的 MAC 地址，加上 MAC 地址的数据称为帧，然后通过物理网卡把这个帧以比特流的方式发送到网络上。

互联网上有路由器，它会读取比特流中的 IP 地址进行路由操作，到达正确的网段后，这个网段的交换机读取比特流中的 MAC 地址，从而找到要接收的对应机器。

接收方：

数据链路层用网卡接收到了比特流，读取比特流中的帧，将帧中的 MAC 地址去掉，就成了 IP 数据报，传递给网络层。

网络层接收下层传来的 IP 数据报，将 IP 从包的前面拿掉，取出带有 TCP 的数据（数据段）交给传输层。

传输层拿到了这个数据段，看到 TCP 标记的端口是 80，说明应用层协议是 HTTP，之后将 TCP 头去掉并将数据交给应用层，告诉应用层对方请求的是 HTTP 数据。

应用层得知发送方请求的是 HTTP 数据，因此调用 Web 服务器程序把 www.xxx.com 的首页文件发送回去

URL详解

URL(Uniform Resource Locator) 地址用于描述一个网络上的资源, 基本格式如下

schema://host[:port#]/path/.../[?query-string][#anchor]

scheme 指定低层使用的协议(例如：http, https, ftp)

host HTTP服务器的IP地址或者域名

port# HTTP服务器的默认端口是80，这种情况下端口号可以省略。如果使用了别的端口，必须指明，例如 http://www.cnblogs.com:8080/

path 访问资源的路径

query-string 发送给http服务器的数据

anchor 锚 用于跳转（快速滚动）到当前页面的某个特定id位置（例如：<p id="myAnchor">这是一个锚点的示例</p>，则anchor设置为#myanchor）

以下是URL 的一个例子

http://www.mywebsite.com/sj/test/test.aspx?name=sviergn&x=true#stuff

Schema:                 http
host:                   www.mywebsite.com
path:                   /sj/test/test.aspx
Query String:           name=sviergn&x=true
Anchor:                 stuff

请求方法

HTTP/1.1协议中共定义了八种方法（也叫“动作”）来以不同方式操作指定的资源：

• GET

  向指定的资源发出“显示”请求。使用GET方法应该只用在读取资料，而不应当被用于产生“副作用”的操作中，例如在网络应用程序中。其中一个原因是GET可能会被网络爬虫等随意访问。参见安全方法。浏览器直接发出的GET只能由一个url触发。GET上要在url之外带一些参数就只能依靠url上附带querystring。

• HEAD

  与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回资源的本文部分。它的好处在于，使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下，就可以获取其中“关于该资源的y信息”（元信息或称元数据）。

• POST

  向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求本文中。这个请求可能会建立新的资源或修改现有资源，或二者皆有。每次提交，表单的数据被浏览器用编码到HTTP请求的body里。浏览器发出的POST请求的body主要有两种格式，一种是application/x-www-form-urlencoded用来传输简单的数据，大概就是"key1=value1&key2=value2"这样的格式。另外一种是传文件，会采用multipart/form-data格式。采用后者是因为application/x-www-form-urlencoded的编码方式对于文件这种二进制的数据非常低效。

• PUT

  向指定资源位置上传其最新内容。

• DELETE

  请求服务器删除Request-URI所标识的资源。

• TRACE

  回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

• OPTIONS

  这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用’*'来代替资源名称，向Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。

• CONNECT

  HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为隧道方式的代理服务器。通常用于SSL加密服务器的链接（经由非加密的HTTP代理服务器）。

方法名称是区分大小写的。当某个请求所针对的资源不支持对应的请求方法的时候，服务器应当返回状态码405（Method Not Allowed），当服务器不认识或者不支持对应的请求方法的时候，应当返回状态码501（Not Implemented）。

HTTP服务器至少应该实现GET和HEAD方法，其他方法都是可选的。

HTTP数据包表头参数详解

Requests Header | Http Header

Responses 部分 | Http Header

GET请求数据包示例

常见的GET请求数据包如下：

GET /path/to/resource HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:97.0) Gecko/20100101 Firefox/97.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1

最简单的GET请求数据包：

GET /path/to/resource HTTP/1.1
Host: example.com

POST请求数据包示例

常见的POST请求数据包：

POST /path/to/resource HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 20

key1=value1&key2=value2

文件上传的POST请求数据包：

POST /upload-file HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------7d915317b0434
Content-Length: [计算实际的内容长度]

-----------------------------7d915317b0434
Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="example.txt"
Content-Type: text/plain

[这里是文件内容]

-----------------------------7d915317b0434--

最简单的POST数据包：

POST /path/to/resource HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Length: 13

Hello, Server!

HTTP请求数据包详解

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：

请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成。

• 请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本。

Get请求例子，使用Charles抓取的request：

GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1
Host    img.mukewang.com
User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8
Referer    http://www.imooc.com/
Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch
Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

第一部分：请求行，用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

GET说明请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源，该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。

第二部分：请求头部，紧接着请求行（即第一行）之后的部分，用来说明服务器要使用的附加信息

从第二行起为请求头部，HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等

第三部分：空行，请求头部后面的空行是必须的

即使第四部分的请求数据为空，也必须有空行。

第四部分：请求数据也叫主体，可以添加任意的其他数据。

这个例子的请求数据为空。

POST请求例子，使用Charles抓取的request：

POST / HTTP1.1
Host:www.wrox.com
User-Agent:Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.648; .NET CLR 3.5.21022)
Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
Content-Length:40
Connection: Keep-Alive

name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

第一部分：请求行，第一行明了是post请求，以及http1.1版本。
第二部分：请求头部，第二行至第六行。
第三部分：空行，第七行的空行。
第四部分：请求数据，第八行。

HTTP之响应消息Response

一般情况下，服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个HTTP的响应消息。

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

例子

HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 22 May 2009 06:07:21 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8

<html>
      <head></head>
      <body>
            <!--body goes here-->
      </body>
</html>

第一部分：状态行，由HTTP协议版本号， 状态码， 状态消息 三部分组成。

第一行为状态行，（HTTP/1.1）表明HTTP版本为1.1版本，状态码为200，状态消息为（ok）

第二部分：消息报头，用来说明客户端要使用的一些附加信息

第二行和第三行为消息报头，
Date:生成响应的日期和时间；Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是UTF-8

第三部分：空行，消息报头后面的空行是必须的

第四部分：响应正文，服务器返回给客户端的文本信息。

空行后面的html部分为响应正文。

HTTP之状态码

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:

1xx：指示信息–表示请求已接收，继续处理

2xx：成功–表示请求已被成功接收、理解、接受

3xx：重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作

4xx：客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现

5xx：服务器端错误–服务器未能实现合法的请求

常见状态码：

200 OK                        //客户端请求成功
400 Bad Request               //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized              //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 
403 Forbidden                 //服务器收到请求，但是拒绝提供服务
404 Not Found                 //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL
500 Internal Server Error     //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable        //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

Content-Type：

1. application/json: 用于 JSON 格式的数据
2. application/xml: 用于 XML 格式的数据
3. application/x-www-form-urlencoded: 用于 HTML 表单数据
4. multipart/form-data: 用于传输带有文件的表单数据
5. text/plain: 纯文本数据，无格式
6. text/html: HTML 格式的文档
7. application/javascript: JavaScript 脚本
8. image/jpeg, image/png, image/gif: 图片格式
9. audio/mpeg, audio/wav: 音频格式
10. video/mp4, video/quicktime: 视频格式

附表

HTTP响应码大全
http状态返回代码 1xx（临时响应）
表示临时响应并需要请求者继续执行操作的状态代码。

http状态返回代码 代码 说明
100 （继续）请求者应当继续提出请求。服务器返回此代码表示已收到请求的第一部分，正在等待其余部分。
101 （切换协议）请求者已要求服务器切换协议，服务器已确认并准备切换。

http状态返回代码 2xx （成功）
表示成功处理了请求的状态代码。

http状态返回代码 代码 说明
200 （成功） 服务器已成功处理了请求。通常，这表示服务器提供了请求的网页。
201 （已创建） 请求成功并且服务器创建了新的资源。
202 （已接受） 服务器已接受请求，但尚未处理。
203 （非授权信息） 服务器已成功处理了请求，但返回的信息可能来自另一来源。
204 （无内容） 服务器成功处理了请求，但没有返回任何内容。
205 （重置内容）服务器成功处理了请求，但没有返回任何内容。
206 （部分内容） 服务器成功处理了部分 GET 请求。

http状态返回代码 3xx （重定向）
表示要完成请求，需要进一步操作。通常，这些状态代码用来重定向。

http状态返回代码 代码 说明
300 （多种选择） 针对请求，服务器可执行多种操作。服务器可根据请求者 (user agent) 选择一项操作，或提供操作列表供请求者选择。
301 （永久移动） 请求的网页已永久移动到新位置。服务器返回此响应（对 GET 或 HEAD 请求的响应）时，会自动将请求者转到新位置。
302 （临时移动） 服务器目前从不同位置的网页响应请求，但请求者应继续使用原有位置来进行以后的请求。
303 （查看其他位置）请求者应当对不同的位置使用单独的 GET 请求来检索响应时，服务器返回此代码。

304 （未修改）自从上次请求后，请求的网页未修改过。服务器返回此响应时，不会返回网页内容。
305 （使用代理）请求者只能使用代理访问请求的网页。如果服务器返回此响应，还表示请求者应使用代理。
307 （临时重定向） 服务器目前从不同位置的网页响应请求，但请求者应继续使用原有位置来进行以后的请求。

http状态返回代码 4xx（请求错误）
这些状态代码表示请求可能出错，妨碍了服务器的处理。

http状态返回代码 代码 说明
400 （错误请求）服务器不理解请求的语法。
401 （未授权）请求要求身份验证。对于需要登录的网页，服务器可能返回此响应。
403 （禁止）服务器拒绝请求。
404 （未找到）服务器找不到请求的网页。
405 （方法禁用）禁用请求中指定的方法。
406 （不接受）无法使用请求的内容特性响应请求的网页。
407 （需要代理授权）此状态代码与 401（未授权）类似，但指定请求者应当授权使用代理。
408 （请求超时） 服务器等候请求时发生超时。
409 （冲突） 服务器在完成请求时发生冲突。服务器必须在响应中包含有关冲突的信息。
410 （已删除） 如果请求的资源已永久删除，服务器就会返回此响应。
411 （需要有效长度）服务器不接受不含有效内容长度标头字段的请求。
412 （未满足前提条件）服务器未满足请求者在请求中设置的其中一个前提条件。
413 （请求实体过大）服务器无法处理请求，因为请求实体过大，超出服务器的处理能力。
414 （请求的 URI 过长）请求的 URI（通常为网址）过长，服务器无法处理。
415 （不支持的媒体类型）请求的格式不受请求页面的支持。
416 （请求范围不符合要求）如果页面无法提供请求的范围，则服务器会返回此状态代码。
417 （未满足期望值）服务器未满足"期望"请求标头字段的要求。

http状态返回代码 5xx（服务器错误）
这些状态代码表示服务器在尝试处理请求时发生内部错误。这些错误可能是服务器本身的错误，而不是请求出错。

http状态返回代码 代码 说明
500 （服务器内部错误） 服务器遇到错误，无法完成请求。
501 （尚未实施）服务器不具备完成请求的功能。例如，服务器无法识别请求方法时可能会返回此代码。
502 （错误网关）服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应。
503 （服务不可用）服务器目前无法使用（由于超载或停机维护）。通常，这只是暂时状态。
504 （网关超时） 服务器作为网关或代理，但是没有及时从上游服务器收到请求。
505 （HTTP 版本不受支持）服务器不支持请求中所用的 HTTP 协议版本。

一些常见的http状态返回代码为：

200 - 服务器成功返回网页
404 - 请求的网页不存在
503 - 服务不可用

参考链接：https://www.cnblogs.com/ranyonsue/p/5984001.html文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-857717.html

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