第 3 章 HTTP 报文内的 HTTP 信息

HTTP 通信过程包括从客户端发往服务器端的请求及从服务器端返回 客户端的响应

3.1 HTTP 报文

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。

3.2 请求报文及响应报文的结构

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。可能包含 HTTP 的 RFC 里未定义的首部(Cookie 等)

3.3 编码提升传输速率

HTTP 在传输数据时可以按照数据原貌直接传输,但也可以在传输过 程中通过编码提升传输速率。通过在传输时编码,能有效地处理大量 的访问请求。但是,编码的操作需要计算机来完成,因此会消耗更多 的 CPU 等资源。

3.3.1 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。
报文和实体这两个术语在之后会经常出现,请事先理解两者的差异。

3.3.2 压缩传输的内容编码

向待发送邮件内增加附件时,为了使邮件容量变小,我们会先用 ZIP 压缩文件之后再添加附件发送。HTTP 协议中有一种被称为内容编码 的功能也能进行类似的操作。
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。
gzip(GNU zip)

compress(UNIX 系统的标准压缩)

deflate(zlib)

identity(不进行编码)

3.3.3 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。

3.4 发送多种数据的多部分对象集合

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。

multipart/form-data 在 Web 表单文件上传时使用。

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。
multipart/form-data

multipart/byteranges

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。有关多部分对象集合更详 细的解释,请参考 RFC2046。

3.5 获取部分内容的范围请求

以前,用户不能使用现在这种高速的带宽访问互联网,当时,下载一 个尺寸稍大的图片或文件就已经很吃力了。如果下载过程中遇到网络 中断的情况,那就必须重头开始。为了解决上述问题,需要一种可恢 复的机制。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)。 对一份 10 000 字节大小的资源,如果使用范围请求,可以只请求 5001~10 000 字节内的资源。

3.6 内容协商返回最合适的内容

同一个 Web 网站有可能存在着多份相同内容的页面。比如英语版和 中文版的 Web 页面,它们内容上虽相同,但使用的语言却不同。 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。

包含在请求报文中的某些首部字段(如下)就是判断的基准。这些首 部字段的详细说明请参考下一章。
Accept

Accept-Charset

Accept-Encoding

Accept-Language

Content-Language

内容协商技术有以下 3 种类型。

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。

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。

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。

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