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HTTP 报文内的 HTTP 信息

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By 😇 11 min read

HTTP 报文

一些概念阐述：

  • 用于 HTTP 协议交互的信息被称为 HTTP 报文。
  • 请求端（客户端）的HTTP 报文叫做请求报文，响应端（服务器端）的叫做响应报文。
  • HTTP 报文本身是由多行（用 CR+LF 作换行符）数据构成的字符串文本。

HTTP 报文大致可分为报文首部和报文主体两块。两者由最初出现的空行（CR+LF）来划分。通常，并不一定要有报文主体。

报文首部
空行（CR+LF）
报文主体

HTTP 报文的结构

  1. 报文首部

    服务器或客户端需处理的请求或响应的内容及属性

  2. CR + LF

    CR（Carriage Return，回车符：16 进制 0x0d）

    LF（Line Feed，换行符：16进制 0x0a）

  3. 报文主体

    应被发送的数据

请求报文及响应报文的结构

请求报文（上）和响应报文（下）的结构

请求报文（上）和响应报文（下）的结构

请求报文（上）和响应报文（下）的实例

请求报文（上）和响应报文（下）的实例

请求报文和响应报文的首部内容由以下数据组成。

  • 请求行

    包含用于请求的方法，请求 URI 和 HTTP 版本

  • 状态行

    包含表明响应结果的状态码，原因短语和 HTTP 版本。

  • 首部字段

    包含表示请求和响应的各种条件和属性的各类首部。

    一般有 4 种首部，分别是：通用首部、请求首部、响应首部和实体首部。

  • 其他

    其他可能包含 HTTP 的 RFC 里未定义的首部（Cookie 等）。

编码提升传输速率

  • 报文主体和实体主体的差异

    • 报文（message）

      是 HTTP 通信中的基本单位，由 8 位组字节流（octet sequence，其中 octet 为 8 个比特）组成，通过 HTTP 通信传输。

    • 实体（entity）

      作为请求或响应的有效载荷数据（补充项）被传输，其内容由实体首部和实体主体组成。

    HTTP 报文的主体用于传输请求或响应的实体主体。

    通常，报文主体等于实体主体。只有当传输中进行编码操作时，实体主体的内容发生变化，才导致它和报文主体产生差异。

  • 压缩传输的内容编码

    内容编码指明应用在实体内容上的编码格式，并保持实体信息原样压缩。内容编码后的实体由客户端接收并负责解码。

    常用的内容编码有以下几种：

    1. gzip（GNU zip）
    2. compress（UNIX 系统的标准压缩）
    3. deflate（zlib）
    4. identity（不进行编码）

  • 分割发送的分块传输编码

    在 HTTP 通信过程中，请求的编码实体资源尚未全部传输完成之前，浏览器无法显示请求页面。

    在传输大容量数据时，通过把数据分割成多块，能够让浏览器逐步显示页面。

    这种把实体主体分块的功能称为分块传输编码（Chunked Transfer Coding）。

    分块传输编码会将实体主体分成多个部分（块）。每一块都会用十六进制来标记块的大小，而实体主体的最后一块会使用“0(CR+LF)”来标记。

    使用分块传输编码的实体主体会由接收的客户端负责解码，恢复到编码前的实体主体。

    HTTP/1.1 中存在一种称为传输编码（Transfer Coding）的机制，它可以在通信时按某种编码方式传输，但只定义作用于分块传输编码中。

发送多种数据的多部分对象集合

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发送邮件时，我们可以在邮件里写入文字并添加多份附件。这是因为采用了 MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，多用途因特网邮件扩展）机制，它允许邮件处理文本、图片、视频等多个不同类型的数据。例如，图片等二进制数据以 ASCII 码字符串编码的方式指明，就是利用 MIME 来描述标记数据类型。而在 MIME 扩展中会使用一种称为多部分对象集合（Multipart）的方法，来容纳多份不同类型的数据。

相应地，HTTP 协议中也采纳了多部分对象集合，发送的一份报文主体内可含有多类型实体。通常是在图片或文本文件等上传时使用。

多部分对象集合包含的对象如下：

  1. multipart/form-data

    在 Web 表单文件上传时使用。

  2. multipart/byteranges

    状态码 206（Partial Content，部分内容）响应报文包含了多个范围的内容时使用。

在 HTTP 报文中使用多部分对象集合时，需要在首部字段里加上 Content-type。

使用 boundary 字符串来划分多部分对象集合指明的各类实体。在boundary 字符串指定的各个实体的起始行之前插入“–”标记（例如：–AaB03x、–THIS_STRING_SEPARATES），而在多部分对象集合对应的字符串的最后插入“–”标记（例如：–AaB03x–、–THIS_STRING_SEPARATES–）作为结束。 多部分对象集合的每个部分类型中，都可以含有首部字段。另外，可以在某个部分中嵌套使用多部分对象集合。

获取部分内容的范围请求

所谓恢复是指能从之前下载中断处恢复下载。 要实现该功能需要指定下载的实体范围。像这样，指定范围发送的请求叫做范围请求（Range Request）。

执行范围请求时，会用到首部字段 Range 来指定资源的 byte 范围。

byte 范围的指定形式如下：

  1. 5001 ~ 10000 bytes

    Range: bytes=5001-10000

  2. 从 5001 bytes 之后全部的

    Range: bytes=5001-

  3. 从一开始到 3000 字节和 5000~7000 字节的多重范围

    Range: bytes=-3000, 5000-7000

针对范围请求，响应会返回状态码为 206 Partial Content 的响应报文。另外，对于多重范围的范围请求，响应会在首部字段 ContentType 标明 multipart/byteranges 后返回响应报文。 如果服务器端无法响应范围请求，则会返回状态码 200 OK 和完整的实体内容。

内容协商返回最合适的内容

当浏览器的默认语言为英语或中文，访问相同 URI 的 Web 页面时，则会显示对应的英语版或中文版的 Web 页面。这样的机制称为内容协商（Content Negotiation）。

内容协商机制是指客户端和服务器端就响应的资源内容进行交涉，然后提供给客户端最为适合的资源。内容协商会以响应资源的语言、字符集、编码方式等作为判断的基准。

请求报文中的某些首部字段

  1. Accept
  2. Accept-Charset
  3. Accept-Encoding
  4. Accept-Language
  5. Content-Language

内容协商技术三种类型

  1. 服务器驱动协商（Server-driven Negotiation）

    由服务器端进行内容协商。以请求的首部字段为参考，在服务器端自动处理。但对用户来说，以浏览器发送的信息作为判定的依据，并不一定能筛选出最优内容。

  2. 客户端驱动协商（Agent-driven Negotiation）

    由客户端进行内容协商的方式。用户从浏览器显示的可选项列表中手动选择。还可以利用 JavaScript 脚本在 Web 页面上自动进行上述选择。比如按 OS 的类型或浏览器类型，自行切换成 PC 版页面或手机版页面。

  3. 透明协商（Transparent Negotiation）

    是服务器驱动和客户端驱动的结合体，是由服务器端和客户端各自进行内容协商的一种方法。

Reference

HTTP Messages https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Messages

Computer Networking
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