彻底搞懂HTTP协议 - 天天造轮子

浅沫记忆

你将Get的技能
文章转载：乐字节

•   如何调戏百度服务器 - 用自己手写的HTTP协议
  
•   如何调戏Chrome浏览器 - 用自己手写的HTTP协议
  
•   了解HTTP协议与TCP协议的关系
  
•   了解HTTP协议的发明的动机
  
•   一个字一个字编写一个HTTP报文
  
  
  
  
  

Why
据说前端界有一个到非常有名的面试题叫做

输入一个url发生了什么

如果简单回答大概可以分为

• DNS解析
  
• TCP连接
  
• 发送HTTP请求
  
• 服务器 HTTP 应答
  
• 浏览器解析渲染
  
• 连接结束
  
  
  
  
  

等几个阶段，当然如果详细拆分每个阶段还会在再次被细分，所谓细节决定成败，你谈的细节越多就说明你的知识越系统。唬住唬不住就看你了，不过这确实是一道非常好的考题。
今天然叔只想谈谈其中的一环。
就是如何在TCP协议之上发送HTTP请求，以及如何应答HTTP请求。

游戏规则
实践才是检验真理的唯一标准。
那么怎么才能验证我们确实可以实现了HTTP协议呢？
我们知道HTTP协议分为Request 和 Response两部分
首先我们会使用 TCP 协议封装 HTTP协议. 通过以下两个标准验证实验是否成功。

• 【Request请求】的验证标准:   可以收到百度的应答
  
• 【Response响应】有效的标准:  可以让Chrome浏览器访问
  
  
  
  
  

Where - 网络基础与TCP/IP
第一步我们要先找到我们应该在哪做这个游戏，要不然是不是就是神仙打架。
我们知道网络其实就是使用最少两根导线，将多个网络节点连接起来交换数据。


可想而知，两个儿子还要打架，那么成千上万的计算机如果要保证他们不打架和平相处，就需要复杂的协议支撑。

在计算机世界中如果一个复杂问题通常的解决方式就是分层解决


其实这个就是OSI参考模型，而实际我们现在的互联网世界是就是这个理论模型的落地叫做TCP/IP协议



What - TCP与HTTP是什么
什么是TCP通讯？
其实传输层有两种通讯方式分别是TCP和UDP。
两种协议都能够传输数据，区别主要是要不要提前建立连接 TCP就是需要建立连接的一个，好处在于通讯方式比较可靠。所以我们说TCP不丢包。

但是UDP也不是没有用武之地，就比如说玩游戏 ，一技能没作用我再按一次就行了，所以延时小比可靠连接更重要，所以早期的游戏很多都看上了UDP协议。

对于一门高级编程语言来讲无论是（C++ ， Java， JS）一般都是可以基于叫做socket的东西完成数据传输的。
TCP通讯程序
下面我们来个Node小例子。
Client

var net = require("net");var client = net.connect(3000, () => {  console.log("连接到服务器！");});let n = 3;const interval = setInterval(() => {  const msg = "Time " + new Date().getTime();  console.log("客户端发送: " + msg);  client.write(msg);  if (n-- === 0) {  client.end();  clearInterval(interval);  }}, 500);client.on("end", function () {  console.log("断开与服务器的连接");});复制代码

Server

var net = require("net");var server = net.createServer((connection) => {  console.log("client connected");  connection.on("data", (data) => {  console.log("Server接收: " + data.toString());  });  connection.on("end", function () {  console.log("客户端关闭连接");  });  connection.end("Hello I am \r\n");});server.listen(3000, function () {  console.log("server is listening at 3000");});复制代码

为什么需要HTTP协议
既然上面我们已经知道了通过TCP可以收发数据，假设我们想做一个类似论坛BBS这样的需求怎么做。

我们大体上可以把BBS服务器比作一个存储文本、图片、甚至声音、视频的图书馆。
用户如果想借书或者是还书都应该正确的填写借书单。这样才能保证存取有序。


显然这种功能TCP协议并没有规定，TCP只是提供了交换数据的可能，相当于打开了借书小窗口。真正要完成借书还书还需要设计一个借书单。其实这个借书单就是HTTP协议。

超文本传输协议（英文：HyperText 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。HTTP是万维网的数据通信的基础。

下面我们先简单浏览一下HTTP协议你看看是否非常像一个借书单。

HTTP协议规则
下面我们来细致讲解HTTP协议
要想看到HTTP报文长什么样子，可以使用curl命令

其实HTTP报文就是一个文本，这里面使用分隔符比如空格、回车、换行符来区分他的不同部分。

解析HTTP报文
下面我们着手去用代码解析一个HTTP报文。
第一步 拆分请求行、头部、请求体

• 请求行： 就是第一行 -  第一个回车符和换行符前的字符都是请求行
  
• 头部： 请求行之后一直到遇到一个空行 -- 其实就是遇到两个连续的回车符和换行符
  
• 请求体： 剩下的部分
  
  
  
  
  

private parse(): void {  this.httpMessage = {} as HttpMessage;  const messages = this.message.split('\r\n');  const [head] = messages;  const headers = messages.slice(1, -2);  const [body] = messages.slice(-1);  this.parseHead(head);  this.parseHeaders(headers);  this.parseBody(body);  }复制代码

第二步 解析请求行
请求结构就是  ： 请求方法 + 【空格】+ URL  +【空格】+ 版本号

private parseHead(headStr) {  const [method, url, version] = headStr.split(' ');  this.httpMessage.method = method;  this.httpMessage.url = url;  this.httpMessage.version = version;  }复制代码

第三步 解析头部
头部的结构：
KEY_A : VALUE
KEY_A : VALUE
KEY_C : VALUE

function parseHeaders(headers) {  this.httpMessage.headers = {};  for (let i = 0; i < headers.length; i++) {    const header = headers[i];    const [key, value] = header.split(":");    key = key.toLocaleLowerCase();    value = value.trim();    this.httpMessage.headers[key] = value;  }  }复制代码

请求体
请求体就是剩下的部分无需解析
拼装HTTP响应
拼装的过程其实就是将整个过程反过来进行

function format() {  const head = `${this.version} ${this.status} ${this.message}`;  let headers = '';  for (let key in this.headers) {  const value = this.headers[key];  headers += `${key.toLocaleLowerCase()}: ${value}\r\n`;  }  const combineData = [head, headers, this.body].join('\r\n');  return combineData;}复制代码

实现HTTP爬虫访问百度首页
下面利用刚才写好的HTTP函数拼装一个报文调戏一下【 百度 】

const net = require("net");const createFormater = require("./http/formater");const formater = createFormater("request");const req = {  method: "GET",  url: "/",  version: "HTTP/1.1",  headers: { "user-agent": "curl/7.71.1", accept: "*/*" },  body: "",};console.log(formater.format(req))const client = net.connect(80, "www.baidu.com", () => {  console.log("连接到服务器！");  client.write(formater.format(req));});client.on("data", function (data) {  console.log(data.toString());  client.end();});client.on("end", function () {  console.log("断开与服务器的连接");});复制代码

大家注意这段程序并没有用http协议 ，而只是向百度发送了一个tcp请求，使用的报文也是刚才我自己实现的。结果百度服务器真的应答了。调戏成功，说明我们的HTTP协议实现的不错。


实现能被Chrome访问的HTTP服务器
下面我们再来试试这个程序是否能够经受住chrome的考验

const net = require("net");const createFormater = require("./http/formater");const formater = createFormater("response");const res = {  version: "HTTP/1.1",  status: "200",  message: "OK",  headers: {  date: "Sat, 04 Dec 2021 14",  connection: "keep-alive",  "keep-alive": "timeout=5",  // "content-length": "19",  },  body: "<h1> Hello HTTP<h1>",};const server = net.createServer(function (connection) {  console.log("client connected");  connection.on("data", (data) => {  console.log(data.toString());  });  connection.on("end", function () {  console.log("客户端关闭连接");  });  connection.end(formater.format(res));});server.listen(3000, function () {  console.log("server is listening");});复制代码

服务器发送请求后向浏览器发送了自己组装的应答，浏览器正确渲染的页面。这个实验也可以认为是成功的。

总结回顾
目前虽然简单的实现了HTTP协议但是还很初级，后续还会补充

• 图片、视频、音频数据
  
• cookie-session鉴权
  
• 缓存实现
  
• 分包上传
  
• 管线化
  
• Http2.0
  
• Https 与RSA证书
  
  
  
  
  

我们都会一一实现
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