Python进阶---HTTP协议和Web服务器

简介: Python进阶---HTTP协议和Web服务器

一、HTTP协议

提到协议,大家并不陌生。


大家都在遵守的规定就是协议,HTTP协议的目的是为了传输多种类型的数据。


1. HTTP 协议的介绍

       HTTP 协议的全称是(HyperText Transfer Protocol),翻译过来就是超文本传输协议。


       超文本是超级文本的缩写,是指超越文本限制或者超链接,比如:图片、音乐、视频、超链接等等都属于超文本。


       HTTP 协议的制作者是蒂姆·伯纳斯-李,1991年设计出来的,HTTP 协议设计之前目的是传输网页数据的,现在允许传输任意类型的数据。


       传输 HTTP 协议格式的数据是基于 TCP 传输协议的,发送数据之前需要先建立连接。


2. HTTP 协议的作用

       它规定了浏览器和 Web 服务器通信数据的格式,


       也就是说浏览器和web服务器通信需要使用http协议。


3. 浏览器访问web服务器的通信过程

  通信效果图:

4. 小结

HTTP协议是一个超文本传输协议

HTTP协议是一个基于TCP传输协议传输数据的

HTTP协议规定了浏览器和 Web 服务器通信数据的格式

5.补充

       1.  数据在网络中传输


确定数据的传输形式( TCP  UDP )


确定数据的形式( HTTP )


一个数据相当于一个数据包


第一行是什么数据


第二行是什么数据


…..


       2.  c/s模型和b/s模型


       c/s模型 ==> 客户端 /服务端 这样的形式


               不需要遵循http协议的


       b/s模型 ==> 浏览器/服务端 这样的形式


               需要遵循http协议的


二、URL

1. URL的概念

       URL的英文全拼是(Uniform Resoure Locator),表达的意思是统一资源定位符,通俗理解就是网络资源地址,也就是我们常说的网址。


       URL就是网络资源的地址,简称网址,通过URL能够找到网络中对应的资源数据。


2. URL的组成

 URL的样子:

URL的组成部分:

协议部分: https://、http://、ftp://

域名部分: news.163.com

资源路径部分: /18/1122/10/E178J2O4000189FH.html

域名:   域名就是IP地址的别名,它是用点进行分割使用英文字母和数字组成的名字,使用域名目的就是方便的记住某台主机IP地址。

三、HTTP请求报文

1. HTTP 请求报文介绍

     HTTP最常见的请求报文有两种:


GET 方式的请求报文

POST 方式的请求报文

       说明:


GET: 获取web服务器数据

POST: 向web服务器提交数据

2. HTTP GET 请求报文分析

GET 请求报文说明:

---- 请求行 ----
GET / HTTP/1.1  # GET请求方式 请求资源路径 HTTP协议版本
---- 请求头 -----
Host: www.itcast.cn  # 服务器的主机地址和端口号,默认是80
Connection: keep-alive # 和服务端保持长连接
Upgrade-Insecure-Requests: 1 # 让浏览器升级不安全请求,使用https请求
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/69.0.3497.100 Safari/537.36  # 用户代理,也就是客户端的名称
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8 # 可接受的数据类型
Accept-Encoding: gzip, deflate # 可接受的压缩格式
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9 #可接受的语言
Cookie: pgv_pvi=1246921728; # 登录用户的身份标识
 
---- 空行 ----

GET 请求原始报文说明:

GET / HTTP/1.1\r\n
Host: www.itcast.cn\r\n  
Connection: keep-alive\r\n
Upgrade-Insecure-Requests: 1\r\n
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/69.0.3497.100 Safari/537.36\r\n
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8\r\n
Accept-Encoding: gzip, deflate\r\n
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9\r\n
Cookie: pgv_pvi=1246921728; \r\n
\r\n  (请求头信息后面还有一个单独的’\r\n’不能省略)
 
 
 
说明:每项数据之间使用:\r\n

3. HTTP POST 请求报文分析

POST 请求报文说明:

---- 请求行 ----
POST /xmweb?host=mail.itcast.cn&_t=1542884567319 HTTP/1.1 # POST请求方式 请求资源路径 HTTP协议版本
---- 请求头 ----
Host: mail.itcast.cn # 服务器的主机地址和端口号,默认是80
Connection: keep-alive # 和服务端保持长连接
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded  # 告诉服务端请求的数据类型
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/69.0.3497.100 Safari/537.36 # 客户端的名称
---- 空行 ----
---- 请求体 ----
username=hello&pass=hello # 请求参数

POST 请求原始报文说明:

POST /xmweb?host=mail.itcast.cn&_t=1542884567319 HTTP/1.1\r\n
Host: mail.itcast.cn\r\n
Connection: keep-alive\r\n
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\r\n
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/69.0.3497.100 Safari/537.36\r\n
\r\n(请求头信息后面还有一个单独的’\r\n’不能省略)
username=hello&pass=hello
 
 
 
说明:每项数据之间使用:\r\n

4.GET和POST请求对比效果图:

四、HTTP响应报文

1. HTTP响应报文分析

响应报文说明:

--- 响应行/状态行 ---
HTTP/1.1 200 OK # HTTP协议版本 状态码 状态描述
--- 响应头 ---
Server: Tengine # 服务器名称
Content-Type: text/html; charset=UTF-8 # 内容类型
Transfer-Encoding: chunked # 发送给客户端内容不确定内容长度,发送结束的标记是0\r\n, Content-Length表示服务端确定发送给客户端的内容大小,但是二者只能用其一。
Connection: keep-alive # 和客户端保持长连接
Date: Fri, 23 Nov 2018 02:01:05 GMT # 服务端的响应时间
--- 空行 ---
--- 响应体 ---
<!DOCTYPE html><html lang=“en”> …</html> # 响应给客户端的数据

原始响应报文说明:

HTTP/1.1 200 OK\r\n
Server: Tengine\r\n
Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n
Transfer-Encoding: chunked\r\n
Connection: keep-alive\r\n
Date: Fri, 23 Nov 2018 02:01:05 GMT\r\n
\r\n(响应头信息后面还有一个单独的’\r\n’不能省略)
<!DOCTYPE html><html lang=“en”> …</html>
 
 
每项数据之间使用:\r\n

2. HTTP 状态码介绍

HTTP 状态码是用于表示web服务器响应状态的3位数字代码。

状态码 说明
200 请求成功
307 重定向
400 错误的请求,请求地址或者参数有误
404 请求资源在服务器不存在
500 服务器内部源代码出现错误

五、Web服务器

1. 什么是Web服务器?

Web服务器可以解析HTTP协议。当Web服务器接收到一个HTTP请求,会返回一个HTTP响应,例如送

回一个HTML页面.

简单说Web服务器可以和浏览器进行通信. 而有的服务器是不能和浏览器进行通讯的, 例如我们之前写的服务器.

Web服务器:

2. Web服务器 和 非Web服务器 的区别

浏览器发送的请求数据是符合http协议的数据格式要求的, 平时在使用浏览器的时候我们也常常访问网站, 而这些网站的网址大多数是以http或者https开头, 这就是要求符合http协议的要求.


Web服务器可以和浏览器进行通信. 非Web服务器不能和浏览器进行通讯的主要原因也在于http协议, Web服务器可以处理http协议的请求报文, 也可以发送http协议的响应报文, 因此Web服务器可以和浏览器通信.

3. Web服务器-示例代码

知道Web服务器非Web服务器的区别, 那么实现Web服务器也就简单了.

Web服务器要求

  • 可以处理http协议请求报文
  • 可以发送http协议响应报文
# 导入模块
import socket
 
# 创建tcp服务端套接字
tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口号复用,让程序退出端口号立即释放
tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# 给程序绑定端口号
tcp_server_socket.bind(("", 8989))
# 设置监听
# 128:最大等待建立连接的个数, 提示: 目前是单任务的服务端,同一时刻只能服务与一个客户端,后续使用多任务能够让服务端同时服务与多个客户端,
# 不需要让客户端进行等待建立连接
# listen后的这个套接字只负责接收客户端连接请求,不能收发消息,收发消息使用返回的这个新套接字来完成
tcp_server_socket.listen(128)
# 等待客户端建立连接的请求, 只有客户端和服务端建立连接成功代码才会解阻塞,代码才能继续往下执行
# 1. 专门和客户端通信的套接字: service_client_socket
# 2. 客户端的ip地址和端口号: ip_port
service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
# 代码执行到此说明连接建立成功
print("客户端的ip地址和端口号:", ip_port)
# 接收客户端发送的数据, 这次接收数据的最大字节数是1024
recv_data = service_client_socket.recv(1024)
# 获取数据的长度
recv_data_length = len(recv_data)
print("接收数据的长度为:", recv_data_length)
# 对二进制数据进行解码
recv_content = recv_data.decode("utf8")
print("接收客户端的数据为:", recv_content)
 
# 解析http协议请求报文数据
# 获取请求行
request_line = recv_content.split("\n")[0]
# 获取请求路径
request_path = request_line.split(" ")[1]
print("客户端的请求路径为:", request_path)
 
# 符合http协议的响应报文
# 响应行
response_line = "HTTP / 1.1 200 OK\r\n"
# 响应头
response_header = "Server: Tengine\r\n"
# 响应体
response_body = "<h1>123</h1>"
# 组成响应报文
response_data = response_line + response_header + "\r\n" + response_body
 
# 发送数据给客户端
service_client_socket.send(response_data.encode())
# 关闭服务与客户端的套接字, 终止和客户端通信的服务
service_client_socket.close()
# 关闭服务端的套接字, 终止和客户端提供建立连接请求的服务
tcp_server_socket.close()

我们的Web服务器一旦处理一个请求之后就会关闭, 也就是说当前服务器只能处理一次请求. 下面我们通过while循环让服务器处于一直运行的状态, 可以处理多次请求.

Web服务器要求

  • 可以处理多次浏览器的请求
# 导入模块
import socket
 
# 创建tcp服务端套接字
tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口号复用,让程序退出端口号立即释放
tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# 给程序绑定端口号
tcp_server_socket.bind(("", 8989))
# 设置监听
# 128:最大等待建立连接的个数, 提示: 目前是单任务的服务端,同一时刻只能服务与一个客户端,后续使用多任务能够让服务端同时服务与多个客户端,
# 不需要让客户端进行等待建立连接
# listen后的这个套接字只负责接收客户端连接请求,不能收发消息,收发消息使用返回的这个新套接字来完成
tcp_server_socket.listen(128)
 
while True:
    # 等待客户端建立连接的请求, 只有客户端和服务端建立连接成功代码才会解阻塞,代码才能继续往下执行
    # 1. 专门和客户端通信的套接字: service_client_socket
    # 2. 客户端的ip地址和端口号: ip_port
    service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
    # 代码执行到此说明连接建立成功
    print("客户端的ip地址和端口号:", ip_port)
    # 接收客户端发送的数据, 这次接收数据的最大字节数是1024
    recv_data = service_client_socket.recv(1024)
    # 获取数据的长度
    recv_data_length = len(recv_data)
    print("接收数据的长度为:", recv_data_length)
    # 对二进制数据进行解码
    recv_content = recv_data.decode("utf8")
    print("接收客户端的数据为:", recv_content)
 
    # 解析http协议请求报文数据
    # 获取请求行
    request_line = recv_content.split("\n")[0]
    # 获取请求路径
    request_path = request_line.split(" ")[1]
    print("客户端的请求路径为:", request_path)
 
    # 符合http协议的响应报文
    # 响应行
    response_line = "HTTP / 1.1 200 OK\r\n"
    # 响应头
    response_header = "Server: Tengine\r\n"
    # 响应体
    response_body = "<h1>123<\h1>"
    # 组成响应报文
    response_data = response_line + response_header + "\r\n" + response_body
 
    # 发送数据给客户端
    service_client_socket.send(response_data.encode())
    # 关闭服务与客户端的套接字, 终止和客户端通信的服务
    service_client_socket.close()
 
# 关闭服务端的套接字, 终止和客户端提供建立连接请求的服务
tcp_server_socket.close()

4. 小结

  1. Web服务器的要求
  • 可以处理http协议请求报文
  • 可以发送http协议响应报文

响应报文代码

# 符合http协议的响应报文
# 响应行
response_line = "HTTP / 1.1 200 OK\r\n"
# 响应头
response_header = "Server: Tengine\r\n"
# 响应体
response_body = "<h1>123<\h1>"
# 组成响应报文
response_data = response_line + response_header + "\r\n" + response_body

六、Web服务器--进阶

实际上在完成了Web服务器后, 我们也通过Web服务器向浏览器发送了数据. 而这里我们需要发送的数据是html, 所以只需要把Web服务器发送给浏览器的数据改成为html就可以了。

1、在页面上显示文字

import socket
 
# 创建socket
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口复用
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# 绑定
tcp_socket.bind(("", 8080))
# 设置监听
tcp_socket.listen(128)
# 接受链接请求
client_socket, client_addr = tcp_socket.accept()
 
# 接受数据
recv_data = client_socket.recv(1024)
print("接受的数据:", recv_data.decode("utf8"))
 
# 发送数据
# 组合一个符合http响应报文格式的数据
response_line = "HTTP/1.1 200 OK\n"
response_header = "server:py1.0\n"
response_body = "<h1>你好,我是木易巷!</h1>"
# 组成一个响应报文
response_data = response_line + response_header + "\n" + response_body
 
client_socket.send(response_data.encode("gbk"))
 
# 关闭
client_socket.close()
tcp_socket.close()

2、显示网页(根据网志不同显示不同的网页)

"""
1. 区分网址的不同
2. 根据不同的网址返回不同的页面
"""
 
import socket
 
# 创建socket
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口复用
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# 绑定
tcp_socket.bind(("", 8082))
# 设置监听
tcp_socket.listen(128)
 
while True:
    # 接受链接请求
    client_socket, client_addr = tcp_socket.accept()
    # 接受数据
    recv_data = client_socket.recv(1024)
    # 解码后编程字符串类型的数据
    recv_data = recv_data.decode("utf8")
    # 因为要获取请求路径所以对字符串进行分割
    request_path = recv_data.split(' ')[1]
    print("请求路径为:", request_path)
    # 如果浏览器输入的是 127.0.0.1:8080/aaa.html
    # open(./html/aaa.html)
    f = open(f"html{request_path}","rb")
    file_data = f.read()
    f.close()
    # 组成响应报文
    response_line = "HTTP/1.1 200 OK\n"
    response_header = "server:py1.0\n"
    response_body = file_data
    # 组成一个响应报文
    response_data = response_line + response_header + "\n"
 
    client_socket.send(response_data.encode("utf8")+ response_body)
    client_socket.close()

3、异常处理

"""
1. 区分网址的不同
2. 根据不同的网址返回不同的页面
"""
 
import socket
 
# 创建socket
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口复用
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# 绑定
tcp_socket.bind(("", 8080))
# 设置监听
tcp_socket.listen(128)
 
while True:
    # 接受链接请求
    client_socket, client_addr = tcp_socket.accept()
    # 接受数据
    recv_data = client_socket.recv(1024)
    # 解码后编程字符串类型的数据
    recv_data = recv_data.decode("utf8")
    # 因为要获取请求路径所以对字符串进行分割
    request_path = recv_data.split(' ')[1]
    print("请求路径为:", request_path)
 
    try:
        # 如果浏览器输入的是 127.0.0.1:8080/aaa.html
        # open(./html/aaa.html)
        f = open(f"html{request_path}", "r", encoding="utf8")
        file_data = f.read()
        f.close()
    except Exception as e:
        # 组成响应报文
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\n"
        response_header = "server:py1.0\n"
        response_body = f"NOT FOUND:{e}"
        # 组成一个响应报文
        response_data = response_line + response_header + "\n" + response_body
        client_socket.send(response_data.encode("utf8"))
    else:
        # 组成响应报文
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\n"
        response_header = "server:py1.0\n"
        response_body = file_data
        # 组成一个响应报文
        response_data = response_line + response_header + "\n" + response_body
        client_socket.send(response_data.encode("utf8"))
    finally:
        client_socket.close()

4、显示图片

"""
1. 区分网址的不同
2. 根据不同的网址返回不同的页面
"""
 
import socket
 
# 创建socket
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口复用
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# 绑定
tcp_socket.bind(("", 8080))
# 设置监听
tcp_socket.listen(128)
 
while True:
    # 接受链接请求
    client_socket, client_addr = tcp_socket.accept()
    # 接受数据
    recv_data = client_socket.recv(1024)
    # 解码后编程字符串类型的数据
    recv_data = recv_data.decode("utf8")
    # 因为要获取请求路径所以对字符串进行分割
    request_path = recv_data.split(' ')[1]
    print("请求路径为:", request_path)
 
    try:
        # 如果浏览器输入的是 127.0.0.1:8080/aaa.html
        # open(./html/aaa.html)
        # rb就是以二进制的形式进行数据的读取
        f = open(f"html{request_path}", "rb")
        file_data = f.read()
        f.close()
    except Exception as e:
        # 组成响应报文
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\n"
        response_header = "server:py1.0\n"
        response_body = f"NOT FOUND:{e}"
        # 组成一个响应报文
        response_data = response_line + response_header + "\n"
        client_socket.send(response_data.encode("utf8") + response_body)
    else:
        # 组成响应报文
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\n"
        response_header = "server:py1.0\n"
        response_body = file_data
        # 组成一个响应报文
        response_data = response_line + response_header + "\n"
        client_socket.send(response_data.encode("utf8") + response_body)
    finally:
        client_socket.close()

注意:

1.代码中的路径问题  文件需要自行创建 可以自己写几个网页实现一下

2.在同一个局域网下,电脑之间可以访问服务器,并可以在浏览器搜索框通过修改路径查看服务器电脑的html文件

<end>

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