HTTP请求与响应详解及Python socket实践-优快云博客

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本文详细介绍了HTTP请求和响应的格式，包括请求行、请求头、空行和消息体，以及响应状态行、响应头和响应体。同时，通过Python的socket库，阐述了服务器端和客户端的编程步骤，包括创建socket、绑定地址、监听连接、接受连接、数据传输和关闭连接等。读者可以通过实例理解HTTP协议的工作原理。

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一次完整的HTTP请求过程从TCP三次握手建立连接成功后开始，客户端按照指定的格式开始向服务端发送HTTP请求，服务端接收请求后，解析HTTP请求，处理完业务逻辑，最后返回一个HTTP的响应给客户端，HTTP的响应内容同样有标准的格式。无论是什么客户端或者是什么服务端，大家只要按照HTTP的协议标准来实现的话，那么它一定是通用的。

HTTP 请求格式

HTTP请求格式主要有四部分组成，分别是：请求行、请求头、空行、消息体，每部分内容占一行

    <request-line>  请求行

    <general-headers>  通用请求头,比如Date

    <request-headers>  特定的请求头，比如客户端信息（User-Agent）

    <entity-headers>  实体请求头，对消息内容的描述信息

    <empty-line>  请求头和消息体的分隔符

    [<message-body>]  消息体

http请求格式

请求行：请求行是http请求格式的第一行，由三部分组成：分别是请求方法（GET/POST/DELETE/PUT/HEAD）、请求资源的URI路径、HTTP的版本号组成

   GET /index.html HTTP/1.1

请求头：请求头中的信息有和缓存相关的头（Cache-Control，If-Modified-Since）、客户端身份信息（User-Agent）等等。例如：

Cache-Control:max-age=0

Cookie:gsScrollPos=; _ga=GA1.2.329038035.1465891024; _gat=1

If-Modified-Since:Sun, 01 May 2016 11:19:03 GMT

User-Agent:Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.84 Safari/537.36

消息体：请求体是客户端发给服务端的请求数据，这部分数据并不是每个请求必须的。

HTTP 响应格式

服务器接收处理完请求后返回一个HTTP相应消息给客户端。HTTP响应消息的格式包括：状态行、响应头、空行、消息体。每部分内容占一行。

    <status-line>

    <general-headers>

    <response-headers>

    <entity-headers>

    <empty-line>

    [<message-body>]

http响应格式

状态行：状态行位于相应消息的第一行，有HTTP协议版本号，状态码和状态说明三部分构成。如：

   HTTP/1.1 200 OK

响应头：响应头是服务器传递给客户端用于说明服务器的一些信息，以及将来继续访问该资源时的策略。

    Connection:keep-alive

    Content-Encoding:gzip

    Content-Type:text/html; charset=utf-8

    Date:Fri, 24 Jun 2016 06:23:31 GMT

    Server:nginx/1.9.12

    Transfer-Encoding:chunked

响应体：响应体是服务端返回给客户端的HTML文本内容，或者其他格式的数据，比如：视频流、图片或者音频数据。

以Python的socket库为例介绍serversocket的编程实践：
python 编写server的步骤：

第一步是创建socket对象。调用socket构造函数。如：

socket = socket.socket( family, type )

family参数代表地址家族，可为AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族代表Internet地址，AF_UNIX家族用于同一台机器上的进程间通信。

type参数代表套接字类型，可为SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(数据报套接字)。

第二步是将socket绑定到指定地址。这是通过socket对象的bind方法来实现的：

socket.bind( address )

由AF_INET所创建的套接字，address地址必须是一个双元素元组，格式是(host,port)。host代表主机，port代表端口号。如果端口号正在使用、主机名不正确或端口已被保留，bind方法将引发socket.error异常。

第三步是使用socket套接字的listen方法接收连接请求。

socket.listen( backlog )

backlog指定最多允许多少个客户连接到服务器。它的值至少为1。收到连接请求后，这些请求需要排队，如果队列满，就拒绝请求。

第四步是服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接。

connection, address = socket.accept()

调用accept方法时，socket会时入“waiting”状态。客户请求连接时，方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有两个元素的元组(connection,address)。第一个元素connection是新的socket对象，服务器必须通过它与客户通信；第二个元素 address是客户的Internet地址。

5、第五步是处理阶段，服务器和客户端通过send和recv方法通信(传输数据)。服务器调用send，并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接收信息。调用recv 时，服务器必须指定一个整数，它对应于可通过本次方法调用来接收的最大数据量。recv方法在接收数据时会进入“blocked”状态，最后返回一个字符串，用它表示收到的数据。如果发送的数据量超过了recv所允许的，数据会被截短。多余的数据将缓冲于接收端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除(以及自上次调用recv以来，客户可能发送的其它任何数据)。

6、传输结束，服务器调用socket的close方法关闭连接。

python编写client的步骤：
1. 创建一个socket以连接服务器：socket = socket.socket( family, type )

2.使用socket的connect方法连接服务器。对于AF_INET家族,连接格式如下：

socket.connect( (host,port) )

host代表服务器主机名或IP，port代表服务器进程所绑定的端口号。如连接成功，客户就可通过套接字与服务器通信，如果连接失败，会引发socket.error异常。
3. 处理阶段，客户和服务器将通过send方法和recv方法通信。
4. 传输结束，客户通过调用socket的close方法关闭连接。

# -*- coding:utf-8 -*-

import socket
if __name__ == '__main__':

        PORT = 8000

        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

        sock.bind(('127.0.0.1', PORT))

        sock.listen(1)

        print 'Serving HTTP on port %s ...' % PORT



        while 1:

            conn, addr = sock.accept()

            print conn, addr

            request = conn.recv(1024)

            # HTTP响应消息

            response = "HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type:text/html\nServer:myserver\n\nHello, World!"

            conn.sendall(response)

            conn.close()