Основы HTTP #1

Обзор протокола HTTP

HTTP удобный расширяемый протокол! Он опирается на несколько базовых понятий, таких как: ресурсы и URI (унифицированный идентификатор ресурса), простая структура сообщений и технология "клиент-сервер" для общения.

HTTP — это протокол, позволяющий получать различные ресурсы, например HTML-документы. Он лежит в основе обмена данными в Интернете. HTTP является протоколом клиент-серверного взаимодействия, что означает инициирование запросов к серверу самим получателем, обычно веб-браузером. Полученный итоговый документ будет (может) состоять из различных поддокументов являющихся частью итогового документа: например, из отдельно полученного текста, описания структуры документа, изображений, видео-файлов, скриптов и многого другого.

Клиенты и серверы взаимодействуют, обмениваясь одиночными сообщениями (а не потоком данных). Сообщения, отправленные клиентом, обычно веб-браузером, называются запросами, а сообщения, отправленные сервером, называются ответами.

HTTP является протоколом прикладного уровня, который чаще всего использует возможности другого протокола - TCP (или TLS - защищённый TCP) - для пересылки своих сообщений, однако любой другой надежный транспортный протокол теоретически может быть использован для доставки таких сообщений. Благодаря своей расширяемости, он используется не только для получения клиентом гипертекстовых документов, изображений и видео, но и для передачи содержимого серверам, например, с помощью HTML-форм. HTTP также может быть использован для получения только частей документа с целью обновления веб-страницы по запросу (например посредством AJAX запроса).

Составляющие систем, основанных на HTTP

HTTP — это клиент-серверный протокол, то есть запросы отправляются какой-то одной стороной — участником обмена (user-agent) (либо прокси вместо него). Чаще всего в качестве участника выступает веб-браузер, но им может быть кто угодно, например, робот, путешествующий по Сети для пополнения и обновления данных индексации веб-страниц для поисковых систем.

Каждый запрос (request) отправляется серверу, который обрабатывает его и возвращает ответ (response). Между этими запросами и ответами как правило существуют многочисленные посредники, называемые прокси, которые выполняют различные операции и работают как шлюзы или кэш, например.

Благодаря тому, что Сеть построена на основе системы уровней (слоёв) взаимодействия, эти посредники "спрятаны" на сетевом и транспортном уровнях. В этой системе уровней HTTP занимает самый верхний уровень, который называется "прикладным" (или "уровнем приложений").

Клиент: участник обмена

Участник обмена (user agent) — это любой инструмент или устройство, действующие от лица пользователя. Эту задачу преимущественно выполняет веб-браузер. Браузер всегда является той сущностью, которая создаёт запрос. Сервер обычно этого не делает, хотя за многие годы существования сети были придуманы способы, которые могут позволить выполнить запросы со стороны сервера.

Чтобы отобразить веб страницу, браузер отправляет начальный запрос для получения HTML-документа этой страницы. После этого браузер изучает этот документ, и запрашивает дополнительные файлы, необходимые для отбражения содержания веб-страницы (скрипты, CSS таблицы стилей, доп. ресурсы в виде изображений и видео-файлов), которые непосредственно являются частью исходного документа, но расположены в других местах сети. Далее браузер соединяет все эти ресурсы для отображения их пользователю в виде единого документа — веб-страницы. Скрипты, выполняемые самим браузером, могут получать по сети дополнительные ресурсы на последующих этапах обработки веб-страницы.

Веб-страница является гипертекстовым документом. Это означает, что некоторые части отображаемого текста являются ссылками, которые могут быть активированы (обычно нажатием кнопки мыши) с целью получения и соответственно отображения новой веб-страницы (переход по ссылке). Это позволяет пользователю "перемещаться" по страницам сети (Internet).

Веб-сервер

На другой стороне коммуникационного канала расположен сервер, который обслуживает (serve) пользователя, предоставляя ему документы по запросу. С точки зрения конечного пользователя, сервер всегда является некой одной виртуальной машиной, полностью или частично генерирующей документ, хотя фактически он может быть группой серверов, между которыми балансируется нагрузка, то есть перераспределяются запросы различных пользователей, либо сложным программным обеспечением, опрашивающим другие компьютеры (такие как кэширующие серверы, серверы баз данных, серверы приложений электронной коммерции и другие).

Сервер не обязательно расположен на одной машине, и наоборот - несколько серверов могут быть расположены (хоститься) на одной и той же машине. В соответствии с версией HTTP/1.1 и имея Host заголовок, они даже могут делить тот же самый IP-адрес.

Прокси

Между веб-браузером и сервером находятся большое количество сетевых узлов передающих HTTP сообщения. Из за слоистой структуры, большинство из них оперируют также на транспортном сетевом или физическом уровнях, становясь прозрачным на HTTP слое и потенциально снижая производительность. Эти операции на уровне приложений называются прокси. Они могут быть прозрачными, или нет, и способны исполнять множество функций:

• caching (кеш может быть публичным или приватными, как кеш браузера)
• фильтрация (как сканирование антивируса, родительский контроль, …)
• выравнивание нагрузки (позволить нескольким серверам обслуживать разные запросы)
• аутентификация (контролировать доступом к разным ресурсам)
• протоколирование (разрешение на хранение истории операций)

Основные аспекты HTTP

1. HTTP - прост
   HTTP-сообщения могут читаться и пониматься людьми, обеспечивая более легкое тестирование разработчиков и уменьшенную сложность для новых пользователей.

2. HTTP - расширяемый
   Введенные в HTTP/1.0 HTTP-заголовки сделали этот протокол легким для расширения и экспериментирования. Новая функциональность может быть даже введена простым соглашением между клиентом и сервером о семантике нового заголовка.

3. HTTP не имеет состояния, но имеет сессию
   HTTP не имеет состояния: не существует связи между двумя запросами, которые последовательно выполняются по одному соединению. Из этого немедленно следует возможность проблем для пользователя, пытающегося взаимодействовать с определенной страницей последовательно. Но хотя ядро HTTP не имеет состояния, куки позволяют использовать сессии с сохранением состояния.

4. HTTP и соединения
   Соединение управляется на транспортном уровне, и потому принципиально выходит за границы HTTP. Хотя HTTP не требует, чтобы базовый транспортного протокол был основан на соединениях, требуя только надёжность, или отсутствие потерянных сообщений (т.е. как минимум представление ошибки).

HTTP поток

Когда клиент хочет взаимодействовать с сервером, являясь конечным сервером или промежуточным прокси, он выполняет следующие шаги:

1. Открытие TCP соединения: TCP-соедиенение будет использоваться для отправки запроса или запросов, и получения ответа. Клиент может открыть новое соединение, переиспользовать существующее, или открыть несколько TCP-соединений к серверу.

2. Отправка HTTP-сообщения: HTTP-собщения (до HTTP/2) -- человеко-читаемо. Начиная с HTTP/2, простые сообщения инкапсилуруются во фреймы, делая невозможным их чтения напрямую, но принципиально остаются такими же.

   GET / HTTP/1.1
   Host: developer.mozilla.org
   Accept-Language: fr

3. Читает ответ от сервера:

   HTTP/1.1 200 OK
   Date: Sat, 09 Oct 2010 14:28:02 GMT
   Server: Apache
   Last-Modified: Tue, 01 Dec 2009 20:18:22 GMT
   ETag: "51142bc1-7449-479b075b2891b"
   Accept-Ranges: bytes
   Content-Length: 29769
   Content-Type: text/html
   
   <!DOCTYPE html... (here comes the 29769 bytes of the requested web page)

4. Закрывает или переиспользует соединение для дальнейших запросов.

HTTP сообщения

HTTP/1.1 и более ранние HTTP сообщения человеко-читаемы. В версии HTTP/2 эти сообщения встроены в новую бинарную структуру, фрейм, позволяющий оптимизации, такие как компрессия заголовков и мультиплексирование.

Существует два типа HTTP сообщений - запросы и ответы(каждый в своем формате).

HTTP-запрос

• HTTP-метод, обычно глагол подобно GET, POST или существительное, как OPTIONS или HEAD, определяющее операцию, которую клиент хочет выполнить. Обычно, клиент хочет получить ресурс (используя GET) или передать значения HTML-формы (используя POST), хотя другие операция могут быть необходимы в других случаях.
• Путь к ресурсу: URL ресурсы лишены элементов, которые очевидны из контекста, например без protocol (http://), domain (здесь developer.mozilla.org), или TCP port (здесь 80).
• Версию HTTP-протокола.
• Заголовки (опционально), предоставляюшие дополнительную информацию для сервера. Или тело, для некоторых методов, таких как POST, которое содержит отправленный ресурс.

HTTP-ответ

• Версию HTTP-протокола.
• HTTP код состояния, сообщающий об успешности запроса или причине неудачи.
• Сообщение состояния -- краткое описание кода состояния.
• HTTP заголовки, подобно заголовкам в запросах.
• Опционально: тело, содержащее пересылаемый ресурс.

---

Оригинал статьи и картинки отсюда -> developer.mozilla.org