HTTP协议格式

应用层常见的协议有HTTP和HTTPS，传输层常见的协议有TCP，网络层常见的协议是IP，数据链路层对应就是MAC帧了。其中下三层是由操作系统或者驱动帮我们完成的，它们主要负责的是通信细节。如果应用层不考虑下三层，在应用层自己的心目当中，它就可以认为自己是在和对方的应用层在直接进行数据交互。

下三层负责的是通信细节，而应用层负责的是如何使用传输过来的数据，两台主机在进行通信的时候，应用层的数据能够成功交给对端应用层，因为网络协议栈的下三层已经负责完成了这样的通信细节，而如何使用传输过来的数据就需要我们去定制协议，这里最典型的就是HTTP协议。

HTTP是基于请求和响应的应用层服务，作为客户端，你可以向服务器发起request，服务器收到这个request后，会对这个request做数据分析，得出你想要访问什么资源，然后服务器再构建response，完成这一次HTTP的请求。这种基于request&response这样的工作方式，我们称之为cs或bs模式，其中c表示client，s表示server，b表示browser。

由于HTTP是基于请求和响应的应用层访问，因此我们必须要知道HTTP对应的请求格式和响应格式，这就是学习HTTP的重点。

HTTP请求协议格式

HTTP请求协议格式如下:

HTTP请求由以下四部分组成:

请求行：[请求方法]+[url]+[http版本]
请求报头：请求的属性，这些属性都是以key: value的形式按行陈列的。
空行：遇到空行表示请求报头结束。
请求正文：请求正文允许为空字符串，如果请求正文存在，则在请求报头中会有一个Content-Length属性来标识请求正文的长度。

其中，前面三部分是一般是HTTP协议自带的，是由HTTP协议自行设置的，而请求正文一般是用户的相关信息或数据，如果用户在请求时没有信息要上传给服务器，此时请求正文就为空字符串。

Host ：请求的资源在哪个主机的端口上
Connection：该请求支持长连接（heep_alive）
Content-Length：正文内容长度
Content-Type：数据类型
User-Agent：声明用户的操作系统和浏览器版本信息
Accent：发起了请求
Referer：当前页面是从哪个页面跳转过来的
Accept-Encoding：接受的编码
Accept-Language：接受的语言类型
Cookie：用于在客户端存储少量信息，通常用于实现会话（session）功能

如何将HTTP请求的报头与有效载荷进行分离？

当应用层收到一个HTTP请求时，它必须想办法将HTTP的报头与有效载荷进行分离。对于HTTP请求来讲，这里的请求行和请求报头就是HTTP的报头信息，而这里的请求正文实际就是HTTP的有效载荷。

我们可以根据HTTP请求当中的空行来进行分离，当服务器收到一个HTTP请求后，就可以按行进行读取，如果读取到空行则说明已经将报头读取完毕，实际HTTP请求当中的空行就是用来分离报头和有效载荷的。

如果将HTTP请求想象成一个大的线性结构，此时每行的内容都是用\n隔开的，因此在读取过程中，如果连续读取到了两个\n，就说明已经将报头读取完毕了，后面剩下的就是有效载荷了。

获取浏览器的HTTP请求

在网络协议栈中，应用层的下一层叫做传输层，而HTTP协议底层通常使用的传输层协议是TCP协议，因此我们可以用套接字编写一个TCP服务器，然后启动浏览器访问我们的这个服务器。

由于我们的服务器是直接用TCP套接字读取浏览器发来的HTTP请求，此时在服务端没有应用层对这个HTTP请求进行过任何解析，因此我们可以直接将浏览器发来的HTTP请求进行打印输出，此时就能看到HTTP请求的基本构成。

因此下面我们编写一个简单的TCP服务器，这个服务器要做的就是把浏览器发来的HTTP请求进行打印即可。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;
int main()
{
  //创建套接字
  int listen_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (listen_sock < 0){
    cerr << "socket error!" << endl;
    return 1;
  }
  //绑定
  struct sockaddr_in local;
  memset(&local, 0, sizeof(local));
  local.sin_family = AF_INET;
  local.sin_port = htons(8081);
  local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  if (bind(listen_sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0){
    cerr << "bind error!" << endl;
    return 2;
  }
  //监听
  if (listen(listen_sock, 5) < 0){
    cerr << "listen error!" << endl;
    return 3;
  }
  //启动服务器
  struct sockaddr peer;
  memset(&peer, 0, sizeof(peer));
  socklen_t len = sizeof(peer);
  for (;;){
    int sock = accept(listen_sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
    if (sock < 0){
      cerr << "accept error!" << endl;
      continue;
    }
    if (fork() == 0){ //爸爸进程
      close(listen_sock);
      if (fork() > 0){ //爸爸进程
        exit(0);
      }
      //孙子进程
      char buffer[1024];
      recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0); //读取HTTP请求
      cout << "--------------------------http request begin--------------------------" << endl;
      cout << buffer << endl;
      cout << "---------------------------http request end---------------------------" << endl;
      close(sock);
      exit(0);
    }
    //爷爷进程
    close(sock);
    waitpid(-1, nullptr, 0); //等待爸爸进程
  }
  return 0;
}

运行服务器程序后，然后用浏览器进行访问，此时我们的服务器就会收到浏览器发来的HTTP请求，并将收到的HTTP请求进行打印输出。

说明一下:

浏览器向我们的服务器发起HTTP请求后，因为我们的服务器没有对进行响应，此时浏览器就会认为服务器没有收到，然后再不断发起新的HTTP请求，因此虽然我们只用浏览器访问了一次，但会受到多次HTTP请求。
由于浏览器发起请求时默认用的就是HTTP协议，因此我们在浏览器的url框当中输入网址时可以不用指明HTTP协议。
url当中的/不能称之为我们云服务器上根目录，这个/表示的是web根目录，这个web根目录可以是你的机器上的任何一个目录，这个是可以自己指定的，不一定就是Linux的根目录。

其中请求行当中的url一般是不携带域名以及端口号的，因为在请求报头中的Host字段当中会进行指明，请求行当中的url表示你要访问这个服务器上的哪一路径下的资源。如果浏览器在访问我们的服务器时指明要访问的资源路径，那么此时浏览器发起的HTTP请求当中的url也会跟着变成该路径。

HTTP响应协议格式(爱心代码+端口清理)

HTTP响应协议格式如下:

HTTP响应由以下四部分组成:

状态行:[http版本]+【状态码]+[状态码描述]
响应报头:响应的属性，这些属性都是以key:value的形式按行陈列的。
空行:遇到空行表示响应报头结束
响应正文:响应正文允许为空字符串，如果响应正文存在，则响应报头中会有一个Content-Length属性来标识响应正文的长度。比如服务器返回了一个html页面，那么这个html页面的内容就是在响应正文当中的。

如何将HTTP响应的报头与有效载荷进行分离?

对于HTTP响应来讲，这里的状态行和响应报头就是HTTP的报头信息，而这里的响应正文实际就是HTTP的有效载荷。与HTTP请求相同，当应用层收到一个HTTP响应时，也是根据HTTP响应当中的空行来分离报头和有效载荷的。当客户端收到一个HTTP响应后，就可以

按行进行读取，如果读取到空行则说明报头已经读取完毕。

构建HTTP响应给浏览器

服务器读取到客户端发来的HTTP请求后，需要对这个HTTP请求进行各种数据分析，然后构建成对应的HTTP响应发回给客户端。而我们的服务器连接到客户端后，实际就只读取了客户端发来的HTTP请求就将连接断开了。

接下来我们可以构建一个HTTP请求给浏览器，鉴于现在还没有办法分析浏览器发来的HTTP请求，这里我们可以给浏览器返回一个固定的HTTP响应。我们就将当前服务程序所在的路径作为我们的web根目录，我们可以在该目录下创建一个html文件，然后编写一个简单的html作为当前服务器的首页。(没有学过前端的朋友可以浅看一下操作就可以)

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML>
 <HEAD>
  <TITLE> New Document </TITLE>
  <META NAME="Generator" CONTENT="EditPlus">
  <META NAME="Author" CONTENT="">
  <META NAME="Keywords" CONTENT="">
  <META NAME="Description" CONTENT="">
  <style>
  html, body {
  height: 100%;
  padding: 0;
  margin: 0;
  background: #000;
}
canvas {
  position: absolute;
  width: 100%;
  height: 100%;
}
  </style>
 </HEAD>
 <BODY>
  <canvas id="pinkboard"></canvas>
  <script>
  /*
 * Settings
 */
var settings = {
  particles: {
    length:   500, // maximum amount of particles
    duration:   2, // particle duration in sec
    velocity: 100, // particle velocity in pixels/sec
    effect: -0.75, // play with this for a nice effect
    size:      30, // particle size in pixels
  },
};
/*
 * RequestAnimationFrame polyfill by Erik Möller
 */
(function(){var b=0;var c=["ms","moz","webkit","o"];for(var a=0;a<c.length&&!window.requestAnimationFrame;++a){window.requestAnimationFrame=window[c[a]+"RequestAnimationFrame"];window.cancelAnimationFrame=window[c[a]+"CancelAnimationFrame"]||window[c[a]+"CancelRequestAnimationFrame"]}if(!window.requestAnimationFrame){window.requestAnimationFrame=function(h,e){var d=new Date().getTime();var f=Math.max(0,16-(d-b));var g=window.setTimeout(function(){h(d+f)},f);b=d+f;return g}}if(!window.cancelAnimationFrame){window.cancelAnimationFrame=function(d){clearTimeout(d)}}}());
/*
 * Point class
 */
var Point = (function() {
  function Point(x, y) {
    this.x = (typeof x !== 'undefined') ? x : 0;
    this.y = (typeof y !== 'undefined') ? y : 0;
  }
  Point.prototype.clone = function() {
    return new Point(this.x, this.y);
  };
  Point.prototype.length = function(length) {
    if (typeof length == 'undefined')
      return Math.sqrt(this.x * this.x + this.y * this.y);
    this.normalize();
    this.x *= length;
    this.y *= length;
    return this;
  };
  Point.prototype.normalize = function() {
    var length = this.length();
    this.x /= length;
    this.y /= length;
    return this;
  };
  return Point;
})();
/*
 * Particle class
 */
var Particle = (function() {
  function Particle() {
    this.position = new Point();
    this.velocity = new Point();
    this.acceleration = new Point();
    this.age = 0;
  }
 Particle.prototype.initialize = function(x, y, dx, dy) {
    this.position.x = x;
    this.position.y = y;
    this.velocity.x = dx;
    this.velocity.y = dy;
    this.acceleration.x = dx * settings.particles.effect;
    this.acceleration.y = dy * settings.particles.effect;
    this.age = 0;
  };
  Particle.prototype.update = function(deltaTime) {
    this.position.x += this.velocity.x * deltaTime;
    this.position.y += this.velocity.y * deltaTime;
    this.velocity.x += this.acceleration.x * deltaTime;
    this.velocity.y += this.acceleration.y * deltaTime;
    this.age += deltaTime;
  };
  Particle.prototype.draw = function(context, image) {
    function ease(t) {
      return (--t) * t * t + 1;
    }
    var size = image.width * ease(this.age / settings.particles.duration);
    context.globalAlpha = 1 - this.age / settings.particles.duration;
    context.drawImage(image, this.position.x - size / 2, this.position.y - size / 2, size, size);
  };
  return Particle;
})();
/*
 * ParticlePool class
 */
var ParticlePool = (function() {
  var particles,
      firstActive = 0,
      firstFree   = 0,
      duration    = settings.particles.duration;
  function ParticlePool(length) {
    // create and populate particle pool
    particles = new Array(length);
    for (var i = 0; i < particles.length; i++)
      particles[i] = new Particle();
  }
  ParticlePool.prototype.add = function(x, y, dx, dy) {
    particles[firstFree].initialize(x, y, dx, dy);
    // handle circular queue
    firstFree++;
    if (firstFree   == particles.length) firstFree   = 0;
    if (firstActive == firstFree       ) firstActive++;
    if (firstActive == particles.length) firstActive = 0;
  };
  ParticlePool.prototype.update = function(deltaTime) {
    var i;
    // update active particles
    if (firstActive < firstFree) {
      for (i = firstActive; i < firstFree; i++)
        particles[i].update(deltaTime);
    }
    if (firstFree < firstActive) {
      for (i = firstActive; i < particles.length; i++)
        particles[i].update(deltaTime);
      for (i = 0; i < firstFree; i++)
        particles[i].update(deltaTime);
    }
    // remove inactive particles
    while (particles[firstActive].age >= duration && firstActive != firstFree) {
      firstActive++;
      if (firstActive == particles.length) firstActive = 0;
    }
  };
  ParticlePool.prototype.draw = function(context, image) {
    // draw active particles
    if (firstActive < firstFree) {
     for (i = firstActive; i < firstFree; i++)
        particles[i].draw(context, image);
    }
    if (firstFree < firstActive) {
      for (i = firstActive; i < particles.length; i++)
        particles[i].draw(context, image);
      for (i = 0; i < firstFree; i++)
        particles[i].draw(context, image);
    }
  };
  return ParticlePool;
})();
/*
 * Putting it all together
 */
(function(canvas) {
  var context = canvas.getContext('2d'),
      particles = new ParticlePool(settings.particles.length),
      particleRate = settings.particles.length / settings.particles.duration, // particles/sec
      time;
  // get point on heart with -PI <= t <= PI
  function pointOnHeart(t) {
    return new Point(
      160 * Math.pow(Math.sin(t), 3),
      130 * Math.cos(t) - 50 * Math.cos(2 * t) - 20 * Math.cos(3 * t) - 10 * Math.cos(4 * t) + 25
    );
  }
  // creating the particle image using a dummy canvas
  var image = (function() {
    var canvas  = document.createElement('canvas'),
        context = canvas.getContext('2d');
    canvas.width  = settings.particles.size;
    canvas.height = settings.particles.size;
    // helper function to create the path
    function to(t) {
      var point = pointOnHeart(t);
      point.x = settings.particles.size / 2 + point.x * settings.particles.size / 350;
      point.y = settings.particles.size / 2 - point.y * settings.particles.size / 350;
      return point;
    }
    // create the path
    context.beginPath();
    var t = -Math.PI;
    var point = to(t);
    context.moveTo(point.x, point.y);
    while (t < Math.PI) {
      t += 0.01; // baby steps!
      point = to(t);
      context.lineTo(point.x, point.y);
    }
    context.closePath();
    // create the fill
    context.fillStyle = '#ea80b0';
    context.fill();
    // create the image
    var image = new Image();
    image.src = canvas.toDataURL();
    return image;
  })();
  // render that thing!
  function render() {
    // next animation frame
    requestAnimationFrame(render);
    // update time
    var newTime   = new Date().getTime() / 1000,
        deltaTime = newTime - (time || newTime);
    time = newTime;
    // clear canvas
    context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    // create new particles
    var amount = particleRate * deltaTime;
    for (var i = 0; i < amount; i++) {
      var pos = pointOnHeart(Math.PI - 2 * Math.PI * Math.random());
      var dir = pos.clone().length(settings.particles.velocity);
      particles.add(canvas.width / 2 + pos.x, canvas.height / 2 - pos.y, dir.x, -dir.y);
    }
    // update and draw particles
    particles.update(deltaTime);
    particles.draw(context, image);
  }
  // handle (re-)sizing of the canvas
  function onResize() {
    canvas.width  = canvas.clientWidth;
    canvas.height = canvas.clientHeight;
  }
  window.onresize = onResize;
  // delay rendering bootstrap
  setTimeout(function() {
    onResize();
    render();
  }, 10);
})(document.getElementById('pinkboard'));
  </script>
 </BODY>
</HTML>

当浏览器向服务器发起HTTP请求时，不管浏览器发来的是什么请求，我们都将这个网页响应给浏览器，此时这个html文件的内容就应该放在响应正文当中，我们只需读取该文件当中的内容，然后将其作为响应正文即可。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;
int main()
{
  //创建套接字
  int listen_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (listen_sock < 0){
    cerr << "socket error!" << endl;
    return 1;
  }
  //绑定
  struct sockaddr_in local;
  memset(&local, 0, sizeof(local));
  local.sin_family = AF_INET;
  local.sin_port = htons(8081);
  local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  if (bind(listen_sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0){
    cerr << "bind error!" << endl;
    return 2;
  }
  //监听
  if (listen(listen_sock, 5) < 0){
    cerr << "listen error!" << endl;
    return 3;
  }
  //启动服务器
  struct sockaddr peer;
  memset(&peer, 0, sizeof(peer));
  socklen_t len = sizeof(peer);
  for (;;){
    int sock = accept(listen_sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
    if (sock < 0){
      cerr << "accept error!" << endl;
      continue;
    }
    if (fork() == 0){ //爸爸进程
      close(listen_sock);
      if (fork() > 0){ //爸爸进程
        exit(0);
      }
      //孙子进程
      char buffer[1024];
      recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0); //读取HTTP请求
      cout << "--------------------------http request begin--------------------------" << endl;
      cout << buffer << endl;
      cout << "---------------------------http request end---------------------------" << endl;
#define PAGE "index.html" //网站首页
      //读取index.html文件
      ifstream in(PAGE);
      if (in.is_open()){
        in.seekg(0, in.end);
        int len = in.tellg();
        in.seekg(0, in.beg);
        char* file = new char[len];
        in.read(file, len);
        in.close();
        //构建HTTP响应
        string status_line = "http/1.1 200 OK\n"; //状态行
        string response_header = "Content-Length: " + to_string(len) + "\n"; //响应报头
        string blank = "\n"; //空行
        string response_text = file; //响应正文
        string response = status_line + response_header + blank + response_text; //响应报文
        //响应HTTP请求
        send(sock, response.c_str(), response.size(), 0);
        delete[] file;
      }
      close(sock);
      exit(0);
    }
    //爷爷进程
    close(sock);
    waitpid(-1, nullptr, 0); //等待爸爸进程
  }
  return 0;
}

因此当浏览器访问我们的服务器时，服务器会将这个index.html文件响应给浏览器，而该html文件被浏览器解释后就会显示出相应的内容。

此外，我们也可以通过telnet命令来访问我们的服务器，此时也是能够得到这个HTTP响应的。

注意:当我把这个程序发给我的佬朋友时，他竟然编了一个多线程疯狂request,导致直接崩了.

清除方法:

lsof -i:端口号

清除占用该端口号的所有进程

sudo kill -9 $(lsof -i:端口号 -t)

再次绑定，即可成功。

朋友写的代码可以给大家看一下:

但是不要拿着干坏事哦

说明一下:

实际我们在进行网络请求的时候，如果不指明请求资源的路径，此时默认你想访问的就是目标网站的首页，也就是web根目录下的index.html文件。由于只是作为示例，我们在构建HTTP响应时，在响应报头当中只添加了一个属性信息Content-Length，表示响应正文的长度，实际HTTP响应报头当中的属性信息还有很多。

HTTP为什么要交互版本？

HTTP请求当中的请求行和HTTP响应当中的状态行，当中都包含了http的版本信息。其中HTTP请求是由客户端发的，因此HTTP请求当中表明的是客户端的http版本，而HTTP响应是由服务器发的，因此HTTP响应当中表明的是服务器的http版本。

客户端和服务器双方在进行通信时会交互双方http版本，主要还是为了兼容性的问题。因为服务器和客户端使用的可能是不同的http版本，为了让不同版本的客户端都能享受到对应的服务，此时就要求通信双方需要进行版本协商。

客户端在发起HTTP请求时告诉服务器自己所使用的http版本，此时服务器就可以根据客户端使用的http版本，为客户端提供对应的服务，而不至于因为双方使用的http版本不同而导致无法正常通信。因此为了保证良好的兼容性，通信双方需要交互一下各自的版本信息

【网络篇】第十四篇——HTTP协议(一)(附带电视剧李浔同款爱心+端口号被恶意占用如何清除)（二）

HTTP协议格式

HTTP请求协议格式

HTTP响应协议格式(爱心代码+端口清理)

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