网络编程——Http 断点续传

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本文详细介绍了HTTP断点续传的原理，包括HTTP/1.1协议中支持的Range和Content-Range报头域的使用，以及206 Partial Content响应状态码的意义。通过Range指定下载范围，实现文件的分块下载，从而支持断点续传。同时讨论了If-Range报头域在确保文件未被修改时进行续传的情况。

http断点续传原理

断点续传，就是从文件已下载完成的地方起始继续下载。最早HTTP 协议是不支持断点续传的，从HTTP/1.1 开始支持。

HTTP1.1 协议开始支持获取文件的部分内容，这为并行下载和断点续传提供了技术支持。它是通过在 Header 里两个参数实现的，客户端发请求时带报头域 Range ，服务器响应时带报头域 Content-Range。

在客户端发出带 Range报头域的请求后，服务器会在响应报头中带Content-Range 返回，表面当前接受的范围和文件总大小。

而在响应完成后，返回的响应头内容也不同：

HTTP/1.1 200 Ok（不使用断点续传方式）
HTTP/1.1 206 Partial Content（使用断点续传方式）

Range

在请求头中使用，指定下载范围的第一个字节的位置和最后一个字节的位置，一般格式：

Range:(unit=first byte pos)-[last byte pos]

请求下载整个文件:

GET /testMovie.rar HTTP/1.1
Connection: close
Host: 106.1.229.219
Range: bytes=0-1025 //请求下载整个文件，可以是bytes=0- 或不用这个头

一般正常回应

HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 1025
Content-Type: application/octet-stream
Content-Range: bytes 0-1024/1025 //文件总大小是 1025

把文件分割成4个部分，创建4个线程，每个线程下载一个部分，如果文件大小为409个byte，那么分割方式可以为：0-99 (前100个字节)，100-199(第二个100字节)，200-299(第三个100字节)，300-408（最后109个字节）。

分割完成，每个线程都有自己的任务，比如线程3的任务是下载200-299部分文件，我们使用HTTP1.1的Range头。Range报头域可以请求实体的一个或者多个子范围，Range计算字节数是从0开始的，Range的值为0表示第一个字节：

表示头500个字节：Range: bytes=0-499
表示第二个500字节：Range: bytes=500-999
表示最后500个字节：Range: bytes=-500
表示500字节以后的范围：Range: bytes=500-

第一个和最后一个字节：Range: bytes=0-0,-1
同时指定多个范围：Range: bytes=500-600,601-999

请求报文：
Range: bytes=200-299
保证只请求文件的200-299字节

服务器接收到该请求报文，发现这是一个带有Range头的GET请求，服务器的响应报文：

HTTP/1.1 206 OK //表示处理请求成功。
Content-Range: bytes 200-299/403 // 斜杠后面的403表示原文件的总大小

Content-Range

用于响应头，在服务器向客户返回一个部分响应，它描述响应覆盖的范围和整个实体长度。一般格式：

Content-Range: bytes (unit first byte pos) - [last byte pos]/[entity legth]

通常Content-Range的用法为：

第一个500字节
Content-Range: bytes 0-499/1234

第二个500字节
Content-Range: bytes 500-999/1234

除去第一个500字节
Content-Range: bytes 500-1233/1234

最后500字节
Content-Range: bytes 734-1233/1234

服务器通过Accept-Range头部表示是否支持Range请求

Accept-Ranges = acceptable-ranges
例如:
Accept-Ranges: bytes: 支持；
Accept-Ranges: none: 不支持

返回状态码

如果只获取部分的body，那么服务器端返回的响应码不是200，而是206。

206 Partial Content

Content-Range头部：显示当前片段响应体在完整包体中的位置

Content-Range = byte-content-range /DIGIT

DIGIT // 完整资源的大小，如果未知则用*号替代

例如：

1、Content-Range: bytes 42-1024/1025

2、Content-Range: bytes 42-1024/*

用一个视频播放的例子来看看206响应的样子。

416 Range Not Statisfiable

如果获取范围超出实际资源的大小。返回416

服务器不支持Range请求的话，则返回状态码200并返回完整的响应包体

增强校验

终端发起续传请求时，URL对应的文件内容在服务器端已经发生变化，此时续传的数据是错误的。

如何判断续传文件时是否已经发生过改动。

If-Range报头域

If-Range 可以使用上次响应报头的 Etag 或者 Last-Modified 返回的值。

如果请求报文中没有 Range，那么 If-Range 就会被忽略。
如果服务器不支持 If-Range，那么 Range 也会被忽略。

例如：

If-Range: “gghty4d648041f6b80”
If-Range: Wed, 18 Feb 2017 12:15:07 GMT

如果请求报文中的 Etag 与服务器目标内容的 Etag 相等，即没有发生变化，那么应答报文的状态码为 206。如果服务器目标内容发生了变化，那么应答报文的状态码为 200，并且返回全部的文件内容。

总结

客户端通过Range头传递请求范围，客户端按范围下载，在Range报头域的格式为Range: bytes=0-100, 200-300…(用逗号分隔)
服务端返回Accept-Range头部表示是否支持Range请求。
对于只获取部分body的请求，服务器返回响应码206，其中Content-Range头部显示当前片段响应体在完整包体中的位置。