Протокол HTTP. Методы и структура протокола HTTP
Основной протокол для страниц в интернете — HTTP. Используется этот протокол каждый раз, когда вы заходите на новый сайт, когда на сайте отображается текст, картинка, когда вы нажимаете ссылки.
Весь интернет основывается на HTTP, пусть большая часть пользователей даже и не подозревают, насколько популярен в их привычной жизни HTTP.
HTTP — протокол, по которому передается гипертекст (HyperText Transfer Protocol).
На этом протоколе строится взаимодействие вашего браузера и сервера с информацией. Благодаря его простоте, браузер и сервер соединяются очень быстро. Но нам не обязательно вникать во все подробности работы протокола, мы объясним лишь базовый принцип его работы.
В Интернете можно пользоваться множеством протоколов, HTTP — лишь один многих, у которого собственные задачи с целями.
Все настолько просто, что вы уже знакомы с программным обеспечением, необходимым для работы с HTTP — это ваш браузер.
Независимо от названия браузера, к адресной строке всегда по умолчанию добавляется название протокола: «http://». Вы можете и не видеть эту надпись, если браузер ее скрывает. Но стоит только скопировать название сайта, вместе с ним в нужном месте вставится и протокол HTTP.
- Что значит приставка «http://» перед названием сайта?
- Это значит, что вы обращаетесь к ресурсу по HTTP протоколу.
Зачем создали протокол HTTP
С его помощью передают гипертекстовые документы, а проще говоря — страницы на нужных нам сайтах.
Принимает веб-страницы клиент (браузер), а отдаёт страницы сервер. Эта технология так и называется — клиент-серверная технология.
Благодаря HTTP стало возможно передавать веб-страницы в интернете. А что же содержится в самих страницах, которые пересылает нам сервер? Обыкновенный HTML-код, который поступает в браузер, которому остается только верно интерпретировать полученную информацию и показать вам готовый сайт.
Еще в 2006 году практически половина HTTP-трафика Северной Америки складывалась из потокового звука и видео.
Как работает HTTP
- Браузер отправляет запрос, запрашивая нужную страницу сервера.
- Сервер получает запрос и начинает искать страницу.
- Браузер получает ответ от сервера с результатами запроса:
- Код запрашиваемой страницы и служебная информация — если страница найдена.
- Код ошибки и служебная информация в случае сбоя.
Когда браузер дает запрос на файл, запрос содержит специальную команду HTTP. Если запрашиваемый файл и правда есть на сервере, файл отправляется. А вот принимающей странице уже стоит решить, показать файл на экране, сохранить на диск или сделать с результатом что-то еще.
Чтобы идентифицировать ресурсы в сети, протокол HTTP пользуется глобальными URI. Отличие HTTP от других протоколов — он не сохраняет свое состояние. То есть не сохраняется состояние между парой «запрос-ответ».
HTTP — это не единственный протокол, который используют в Интернете. Также используются:
- FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов.
- POP (Post Office Protocol) и SMTP (Simple Mail Transport Protocol) — для обмена сообщениями электронной почты.
- SHTTP (Secure Hypertext Transfer Protocol) — шифрованная разновидность HTTP. Информация, которая передается по этому протоколу, кодируется. Обычно безопасность важна в случае обмена конфиденциальными данными.
И другие протоколы, у которых есть одно хорошее свойство — все они работают незаметно для нас с вами.
Март 1991 года — Тим Бернерс-Ли предложил использовать HTTP.
Именно Бернерс-Ли разработал все первое, что связано с Интернетом: браузер, сервер, гиперссылки, первый сайт (info.cern.ch) Как выглядел первый сайт, можно увидеть по ссылке.
Версии HTTP со временем совершенствуются, популярной стала версия HTTP 1.1, которая позволяет на долгое время оставлять открытым соединение сервера с браузером, что сделало протокол более эффективным.
В 2015 году появился HTTP/2, который стал бинарным, изменились способы, которыми информацию разбивали на фрагменты.
Безопасность протокола HTTP
Сам HTTP не подразумевает шифрование информации. Но есть расширение для протокола, которое умеет упаковывать данные в протокол SSL или TLS.
HTTPS (S — Secure) — популярное решение, которое не позволяет перехватывать передаваемую информацию и защитить информацию от MITM- атак «man-in-the-middle» или атака посредника.
MITM по сути испорченный телефон, в котором информация подменяется намеренно. О подмене не знает ни клиент ни сервер.
Из чего состоит HTTP
Мы много упоминали, что сервер и клиент отправляют и получают запросы. Так что же содержится в этих запросах? Каждое сообщение HTTP состоит из трех частей:
- Стартовая строка, которая определяет тип сообщения.
- Заголовки, с помощью которых характеризуют тело сообщения.
- Тело сообщения, где содержатся уже нужные данные.
Благодаря особенностям HTTP, сумели создать поисковые машины, форумы, интернет-магазины. В интернет пришла коммерция, начали появляться интернет провайдеры и другие компании, деятельность которых проходит в сети Интернет. А все благодаря протоколу HTTP, с которым вы теперь хорошо знакомы.
В статье раскрывается сущность работы протокола HTTP, кроме этого рассказывается о разных схемах его работы. Особое внимание уделяется сущности взаимодействия браузера и сервера.
Сущность работы HTTP
В первую очередь следует вникнуть в процесс взаимодействия сервера и пользовательского браузера. Чтобы отобразить на экране страницу сайта, браузер посылает сигнал с запросом на сервер, после этого с сервера приходит закодированное содержимое сайта, которое преобразуется в привычный вид сайта. Изучение этого процесса для веб-разработчика важно тем, что вникнув в суть процесса, можно ускорить работу быстродействия своего ресурса.
Обмен данными между сервером и браузером идет через HTTP протокол . Сам браузер с точки зрения программирования является HTTP клиентом , так как он пользуется этим протоколом при отправке запросов и для получения ответных данных.
Теперь раскроем суть понятия HTTP протокол
HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol) – процесс, согласно которому проводятся все виды обмена информацией в всемирной сети Интернет.
Нас, как веб-разработчиков интересует только сам процесс обмена и вывода информации.
Синхронизированный протокол
Обмен данных осуществляется по схеме «клиент-сервер». В этой схеме клиентом называется устройство которое отправляет запрос на предоставление какой-либо информации, а сервером – система, которая принимает запрос, обрабатывает его и отправляет обратно клиенту ответ. Сам процесс взаимодействия можно разделить на два этапа: отправка HTTP-запроса и получение HTTP-ответа.
Запросы и ответы не имеют возможности передаваться одновременно, обязательно должна сохраняться синхронизация процесса. То есть передача ответа начнется только после завершения отправки запроса, работа по другому принципу невозможна. Чтобы было понятней, проведем аналогию с автобусом: вы не сможете им воспользоваться, пока он не приедет на остановку.
Как осуществляется запрос?
Процесс отправки запроса на сервер можно разбить на несколько составных частей:
- В первую очередь осуществляется DNS-запрос, который должен преобразовать адрес сайта из URI формата в IP (числовая форма URI-адреса). Именно такой формат адреса используется в Всемирной сети.
- После определения IP устанавливается связь между сервером и HTTP клиентом.
- Пересылка запроса.
- Задержка, в которую входит пересылка информации на сервер, ее обработка и отправка ответа на запрос. Программисты называют этот временной промежуток ожиданием ответа.
- Получение ответа на запрос.
Отследить все эти этапы можно с помощью панели веб-разработчика в браузере.
Из перечня всех этапов достаточно длительным является первый. В начале развития протокол HTTP использовал устаревшую схему обработки данных, которая предусматривала разрыв связи после того, как будет получен ответ на требуемый запрос. Это очень тормозило процесс работы в интернет-пространстве. Однако, после того как вышла новая стандартизация работы протокола HTTP версии 1.1, стал доступным новый режим работы соединения - keep-alive , согласно которому связь стала неразрывной. Вследствие этого после обработки первого запроса не требуется заново проходить первый этап, а сразу переходить ко второму.
Заметка
Связь сохраняется только в пределах одного веб-ресурса. При переходе на другой хост связь разрывается и первый этап снова становится составляющей частью процесса обработки запроса.
Наиболее длительным процессом в работе протокола является ожидание ответа. В этом случае модернизация спецификации никак не способствует сокращению времени обработки. Также на этот процесс не оказывает никакого влияния мощность устройства, через которое выводится ресурс. Компьютеры вступают в процесс только на завершающем этапе, когда ответ пришел и его нужно обработать.
Такая форма работы сводит шансы сайтов к нулю в конкурентной борьбе с десктопными приложениями. Отсюда выплывает и первый способ ускорить работу сайта – нужно минимизировать количество обращений к серверу, прописанных в коде.
Параллельное HTTP соединение
Чтобы решить проблему большого времени ожидания и прерывания связи с хостом, была создана параллельная схема связи между клиентом и сервером. Другими словами можно одновременно установить соединение с несколькими хостами. Разработчики стандарта HTTP 1.1 советуют подключать не более 2 каналов соединения одновременно. Но следует учитывать, что спецификация вышла на свет еще во времена древних динозавров. Сейчас браузеры легко поддерживают связь с 4 каналами одновременно по умолчанию, а если порыться в настройках клиента, то этот показатель можно увеличить до 8.
Каждый канал работает по старой схеме соединения, но рост их количества привел к существенным изменениям в плане времени загрузки ресурса.
Конвейерное HTTP соединение
С развитием технологий существенно начал развиваться и процесс взаимодействия сервера и браузера. Существенным прорывом в этом вопросе стало создание конвейерной схемы отправки запросов на сервер (в оригинале - HTTP pipelining ). Согласно этой схеме стало возможным по одному каналу отправлять несколько запросов, не дожидаясь ответа на них. В свою очередь сервер стал отправлять ответы на каждый запрос в порядке очереди.
Благодаря этому нововведению стало также возможным сокращение количества TCP/IP-пакетов . Таким образом, можно в один такой пакет поместить несколько HTTP-запросов . Вследствие этого улучшится не только работа протокола, но и повысится эффективность функционирования сети Интернет в целом.
Подводя итог
На сегодняшний день спецификация HTTP 1.1 является морально устаревшей сводкой правил. Над ее модернизацией ведутся работы уже достаточно давно, ярким примером этого являются HTTP-NG и SPDY . Развивать HTTP можно и силами усовершенствования языка программирования сайтов HTML5 . Все эти процессы позволят ускорить работу протокола, однако правило минимизации обращения к серверу, что позволит увеличить скорость работы ресурса, будет всегда актуальным.
Мы выпустили новую книгу «Контент-маркетинг в социальных сетях: Как засесть в голову подписчиков и влюбить их в свой бренд».
HTTP - это , позволяющий передавать данные. Изначально он создавался для отправки и принятия документов, содержащих внутри ссылки для выполнения перехода на сторонние ресурсы.
Аббревиатура читается как «HyperText Transfer Protocol», что в переводе означает «протокол для передачи ». HTTP относится к группе прикладного уровня на основании специфики, использующейся OSI.
Чтобы лучше понять, что значит HTTP, разберем простую аналогию. Представим, что вы общаетесь с иностранцем в социальной сети. Он отправляет вам сообщение на английском языке, вы его получаете. Но понять содержимое вы не можете, так как не достаточно владеете языком. Чтобы расшифровать сообщение, воспользуетесь словарем. Поняв суть, вы отвечаете иностранцу на русском языке и отправляете ответ. Иностранец получает ответ и с помощью переводчика расшифровывает послание. Если упростить весь механизм, протоколы интернета HTTP выполняют функцию переводчика. С их помощью браузер может переводить зашифрованное содержимое веб-страниц и отображать их содержимое.
Для чего нужен HTTP
Протокол HTTP служит для обмена информацией с помощью клиент-серверной модели. Клиент составляет и передает запрос на сервер, затем сервер обрабатывает и анализирует его, после этого создается ответ и отправляется пользователю. По окончании данного процесса клиент делает новую команду, и все повторяется.
Таким образом, протокол HTTP позволяет осуществлять обмен информацией между различными приложениями пользователей и специальными веб-серверами, а также подключаться к веб-ресурсам (как правило, браузерам). Сегодня описываемый протокол обеспечивает работу всей сети. Протокол передачи данных HTTP применяется и для передачи информации по другим протоколам более низкого уровня, например, WebDAV или SOAP. При этом протокол представляет собой средство для транспортировки. Многие программы также основываются на применении HTTP в качестве основного инструмента для обмена информацией. Данные представляются в различных форматах, к примеру, JSON или XML.
HTTP является протоколом для обмена информацией с помощью соединения IP/ ТСР. Как правило, для этого сервер использует порт 80 типа TCP. Если порт не прописан, программное обеспечение клиента будет использовать порт 80 типа TCP по умолчанию. В некоторых случаях могут использоваться и другие порты.
В протоколе HTTP используется симметричная схема шифрования, в его работе применяются симметричные криптосистемы. Симметричные криптосистемы предполагают использование одного и того же ключа для шифрования и расшифрования информации.
Чем отличается HTTP от HTTPS
Отличие можно обнаружить даже из расшифровок аббревиатур. HTTPS расшифровывается как «защита протокола передачи гипертекста». Таким образом, HTTP - самостоятельный протокол, а HTTPS - расширение для его защиты. По HTTP информация передается незащищенной, а HTTPS обеспечивает криптографическую защиту. Особенно актуально это для ресурсов с ответственной авторизацией. Это могут быть социальные сети или сайты платежных систем.
Чем опасна передача незащищенных данных? Программа-перехватчик может в любой момент передать их злоумышленникам. HTTPS имеет сложную техническую организацию, что позволяет надежно защищать информацию и исключить возможность несанкционированного доступа к ней. Отличие заключается и в портах. HTTPS, как правило, работает с портом 443.
Таким образом, HTTP применяется для передачи данных, а HTTPS позволяет осуществлять защищенную передачу данных с помощью шифрования и выполнять авторизацию на ресурсах с высоким уровнем безопасности.
Дополнительный функционал
HTTP отличается богатым функционалом, он совместим с различными расширениями. Используемая сегодня спецификация 1.1 позволяет применять заголовок Upgrade для переключения и работы через другие протоколы при обмене данными. Для этого пользователь должен отправить запрос серверу с данным заголовком. Если же сервер нуждается в переходе на специфичный обмен по иному протоколу, он возвращает клиенту запрос, в котором отображается статус «426 Upgrade Required».
Данная возможность особенно актуальна для обмена информацией через WebSocket (имеет спецификацию RFC 6455 , позволяет обмениваться данными в любой момент, без лишних HTTP-запросов). Для перехода на WebSocket один пользователь отправляет запрос с заголовком Upgrade и значением «websocket». Далее сервер отвечает «101 Switching Protocols». После этого момента начинается передача информация по WebSocket.
Цель лекции: сформировать представление о функционировании протокола HTTP/HTTPS.
HTTP (HyperText Transfer Protocol) – один из наиболее важных протоколов, который обеспечивает передачу данных через интернет. Протокол HTTP находится на седьмом, прикладном уровне модели OSI и работает на основе протокола TCP.
Поскольку протокол HTTP находится на прикладном уровне, прикладные приложения могут использовать непосредственно его для организации сетевого взаимодействия. Кроме того, протокол HTTP является важнейшей частью веб-приложений. В этом случае браузер, используя возможности HTTP, взаимодействует с сервером для получения необходимых данных.
Протокол HTTP предполагает передачу данных в режиме "запрос-ответ" . При этом в рамках такого взаимодействия могут передаваться данные практически любого типа – обычный текст, гипертекст (HTML), таблицы стилей, клиентские сценарии, изображения, документы в различных форматах, бинарная информация и т.д.
В рамках протокола HTTP всегда четко выделяется клиент и сервер. Клиент всегда является инициатором взаимодействия. Сервер, в свою очередь, прослушивает все входящие соединения и обрабатывает каждое из них. Поскольку HTTP-взаимодействие функционирует по схеме "запрос-ответ", то для инициации сеанса передачи данных необходимо сгенерировать HTTP-запрос. В рамках этого запроса клиент описывает то, какой ресурс он хочет получить от сервера, а также указывает различные дополнительные параметры. После этого запрос отправляется серверу и тот, в свою очередь, обрабатывает запрос и генерирует HTTP-ответ, в котором содержится служебная информация и содержимое того ресурса, который был запрошен. В целом схематически процесс можно изобразить следующим образом.
HTTP-запрос и HTTP-ответ сходны по своей структуре и называются HTTP-сообщениями . Фактически, все взаимодействие в рамках протокола HTTP сводится к пересылке HTTP-сообщений. Каждое HTTP-сообщение является обычной текстовой информацией, представленной в определенном формате. Давайте поподробнее рассмотрим формат HTTP-сообщения.
Каждое HTTP-сообщение состоит из нескольких строк. Первой строкой всегда идет приветственная строка, она существенно различается для HTTP-запроса и HTTP-ответа. Обычно в ней содержится общая информация о запросе. После первой строки в HTTP-сообщении присутствуют HTTP-заголовки – каждый заголовок с новой строки. HTTP-заголовки присутствуют как в HTTP-запросе, так и в HTTP-ответе. Смысл HTTP-заголовков заключается в уточнении HTTP-сообщения для того, чтобы принимающая это HTTP-сообщение сторона могла наиболее точно обработать входящее сообщение. Количество заголовков HTTP-сообщения является переменным и зависит от конкретного HTTP-сообщения. Если отправляющая сторона считает, что этот HTTP-заголовок необходим в этом HTTP-сообщении, то она добавляет его, если нет – то не добавляет. Каждый HTTP-заголовок начинается с новой строки. HTTP-заголовок состоит из имени и значения, имя заголовка определяет его предназначение. После набора HTTP-заголовков следует пустая строка, после которой идет тело HTTP-сообщения. Таким образом, общую структуру HTTP-сообщения можно представить следующим образом.
HTTP-запрос формируется на клиенте и отправляется на сервер с целью получения информации от него. В нем содержится информация о ресурсе, который необходимо загрузить, а также дополнительные сведения. Первая строка содержит метод запроса (который мы рассмотрим далее в этой лекции), имя ресурса (с указанием относительного пути на сервере), а также версию протокола. Например, вид приветственной строки может быть определен как "GET /images/corner1.png HTTP/1.1 ". Такой запрос обращается к серверу с требованием выдать методом GET изображение, расположенное в папке "images " и имеющее название "corner1.png ". HTTP-заголовки имеют важное значение для HTTP-запроса, поскольку в них указывается уточняющая информация о запросе – версия браузера, возможности клиента принимать сжатое содержимое, возможности кэширования и другие важные параметры, которые могут влиять на формирование ответа. В теле HTTP-запроса обычно содержится информация, которую необходимо передать на сервер. Например, если требуется загрузить файл на сервер, то содержимое файла будет находится в теле HTTP-запроса. Однако, размещение данных в теле HTTP-запроса допускается не для всех HTTP-методов. Например, тело HTTP-запроса всегда пустое, если используется метод GET . Таким образом, стандартный HTTP-запрос может выглядеть следующим образом.
В приведенном HTTP-запросе клиент обращается к серверу "microsoft.com ", запрашивает ресурс "images/corner.png " и указывает, что он способен принимать сжатое содержимое по алгоритму "gzip " или "deflate ", его языком является английский язык и указывает версию своего браузера. Как было отмечено ранее, количество и набор заголовков может существенно отличаться. Можно привести другой пример HTTP-запроса.
Этот запрос отличается от предыдущего тем, что в нем используется метод POST , который также загружает данные на сервер. При этом сами данные содержаться в теле HTTP-запроса после пустой строки.
HTTP-ответ генерируется веб-сервером в ответ на поступивший HTTP-запрос. По своей структуре он схож с HTTP-запросом, но имеет определенные отличия. Главное отличие содержится в первой строке. Вместо имени запрашиваемого ресурса и метода запроса в ней указывается статус ответа. Статус указывает на то, насколько успешно выполнился HTTP-запрос. Например, в случае, если документ найден на сервере и может быть выдан клиенту, то статус имеет значение "ОК ", которое говорит о том, что запрос выполнился успешно. Однако, могут появляться исключительные ситуации – например, документ отсутствует на сервере или у пользователя отсутствуют права на получение ресурса. Набор всевозможных статусных сообщений HTTP-ответа мы рассмотрим далее в этой лекции. Таким образом, первая строка HTTP-ответа может принимать значение "HTTP/1.1 200 OK ". HTTP-заголовки в HTTP-ответе также являются важным элементом. Они характеризуют содержимое, которое передается клиенту. Например, в этих HTTP-заголовках может содержаться информация о типе содержимого (HTML-документ, изображение и т.д.), длине содержимого (размер в байтах), дате модификации, режиме кэширования и др. Все эти заголовки влияют на способ отображения данных на клиенте, а также устанавливают правила хранения данных в клиентском кэше. Типичный вид HTTP-ответа может быть следующим.
В приведенном примере сервер указывает, что ресурс найден, его тип – HTML-документ, а также указывает размер и дату модификации. После пустой строки идет содержимое HTML-документа, т.е. по сути то, что запрашивал клиент. Как и в случае с HTTP-запросом, в HTTP-ответе количество заголовков может изменяться на усмотрение веб-сервера.
При рассмотрении структуры HTTP-запроса было затронуто понятие метода HTTP-запроса . Метод HTTP-запроса определяет каким образом будет обрабатываться указанный HTTP-запрос, т.е. в каком-то смысле определяет его семантику. Поскольку HTTP-запросы могут иметь самый разнообразный смысл, то указание метода является важной частью построения HTTP-запроса. HTTP-запросы могут иметь следующие значения: запрос ресурса от сервера, создание или изменение ресурса на сервере, удаление ресурса на сервере и т.д.
Наиболее распространенными методами HTTP-запроса являются следующие типы методов:
| GET | позволяет получить информацию от сервера, тело запроса всегда остается пустым; |
| HEAD | аналогичен GET , но тело ответа остается всегда пустым, позволяет проверить доступность запрашиваемого ресурса и прочитать HTTP-заголовки ответа; |
| POST | позволяет загрузить информацию на сервер, по смыслу изменяет ресурс на сервере, но зачастую используется и для создания ресурса на сервере, тело запроса содержит изменяемый/создаваемый ресурс; |
| PUT | аналогичен POST , но по смыслу занимается созданием ресурса, а не его изменением, тело запроса содержит создаваемый ресурс; |
| DELETE | удаляет ресурс с сервера. |
Кроме указанных методов HTTP, существует еще большое количество других методов, определенных в спецификации протокола HTTP. Однако, несмотря на это, браузерами зачастую используются только методы GET и POST . Тем не менее, другие прикладные приложения могут использовать HTTP-методы по своему усмотрению.
Как мы увидели ранее, в составе HTTP-ответа содержится статусный код или код возврата . Этот статус показывает состояние HTTP-ответа, которое получено от сервера. Этот механизм является необходимым при функционировании протокола HTTP, поскольку при обработке запроса могут встречаться различные нестандартные ситуации. Все статусные коды являются трехзначными числами. Кроме того, в составе HTTP-ответа может присутствовать текстовое описание состояния. Все статусные коды делятся на пять групп.
Каждая группа статусных кодов идентифицирует ситуацию, в которой оказался запрос. Группа определяется первым разрядом статусного кода. Например, статусные коды группы 2xx говорят об успехе выполнения HTTP-запроса. Наиболее используемые статусные коды приведены в таблице ниже.
| Код | Описание | |
|---|---|---|
| 1xx | Информационные коды | |
| 2xx | Успешное выполнение запроса | |
| 200 | Запрос был обработан успешно | |
| 201 | Объект создан | |
| 202 | Информация принята | |
| 203 | Информация, которая не заслуживает доверия | |
| 204 | Нет содержимого | |
| 205 | Сбросить содержимое | |
| 206 | Частичное содержимое (например, при "докачке" файлов) | |
| 3xx | Перенаправление (чтобы выполнить запрос, нужны какие-либо действия) | |
| 300 | Несколько вариантов на выбор | |
| 301 | Ресурс перемещен на постоянной основе | |
| 302 | Ресурс перемещен временно | |
| 303 | Смотрите другой ресурс | |
| 304 | Содержимое не изменилось | |
| 305 | Используйте прокси-сервер | |
| 4xx | Проблема связана не с сервером, а с запросом | |
| 400 | Некорректный запрос | |
| 401 | Нет разрешения на просмотр ресурса | |
| 402 | Требуется оплата | |
| 403 | Доступ запрещен | |
| 404 | Ресурс не найден | |
| 405 | Недопустимый метод | |
| 406 | Неприемлемый запрос | |
| 407 | Необходима регистрация на прокси-сервере | |
| 408 | Время обработки запроса истекло | |
| 409 | Конфликт | |
| 410 | Ресурса больше нет | |
| 411 | Необходимо указать длину | |
| 412 | Не выполнено предварительное условие | |
| 413 | Запрашиваемый элемент слишком велик | |
| 414 | Идентификатор ресурса (URI ) слишком длинный | |
| 415 | Неподдерживаемый тип ресурса | |
| 5xx | Ошибки на сервере | |
| 500 | Внутренняя ошибка сервера | |
| 501 | Функция не реализована | |
| 502 | Дефект шлюза | |
| 503 | Служба недоступна | |
| 504 | Время прохождения через шлюз истекло | |
| 505 | Неподдерживаемая версия HTTP | |
Эти и другие статусные коды используются для передачи информации о статусе запроса от клиента к серверу.
Отличительной особенностью протокола HTTP является то, что в рамках этого протокола информация передается в виде текста. Это означает, что работать с таким протоколом достаточно просто. Кроме того, инженеры по безопасности даже при строгом режиме безопасности оставляют открытым именно протокол HTTP. Поэтому реализация сетевого взаимодействия в рамках протокола HTTP является одним из перспективных направлений.
Однако, несмотря на простоту протокола, существует проблема утечки передаваемой информации. Поскольку информация передается в виде обычного текста, то перехват такой информации осуществляется достаточно просто. В некоторых ситуациях эта проблема не является критичной. Однако, для веб-приложений, работающих с конфиденциальной информацией это достаточно существенный недостаток.
По этой причине существует модификация этого протокола – HTTPS , т.е. протокол HTTP с поддержкой шифрования.
Как известно, существуют классические криптостойкие алгоритмы шифрования, которые шифруют данные на основе существующего ключа. Для шифрования и расшифровки данных используется один и тот же ключ – если кто-либо знает ключ к зашифрованной информации, то он может расшифровать ее. Ключ – это обычная последовательность бит определенной длины. Чем больше длина ключа, тем сложнее взломать алгоритм шифрования. Таким образом, для того, чтобы защитить свою информацию, необходимо хранить в секрете ключ шифрования. Однако, каким образом это обеспечить в рамках взаимодействия по протоколу HTTP? Ведь если передавать этот ключ в открытом виде, то смысл шифрования пропадает. В этом случае используют дополнительно другой вид шифрования – ассиметричный. В этом случае существует пара ключей – открытый и закрытый. С помощью открытого ключа можно только зашифровать информацию, а с помощью закрытого – расшифровать. Обычно при таком подходе закрытый ключ хранится в секрете, а открытый ключ является общедоступным. Однако, ассиметричный алгоритм работает медленнее, чем симметричный, поэтому его используют для первоначального обмена симметричными ключами. Давайте рассмотрим весь алгоритм работы зашифрованного соединения по HTTP.
При обращении клиента к серверу по защищенному каналу сервер хранит открытый и закрытый ключ. В начальный момент времени сервер передает клиенту открытый ключ ассиметричного шифрования. Клиент случайным образом генерирует ключ симметричного шифрования и шифрует его с помощью открытого ключа, полученного от сервера. После этого клиент отправляет зашифрованный ключ на сервер и в этот момент времени клиент и сервер имеют одинаковые ключи для симметричного шифрования. Далее идет HTTP-взаимодействие, которое шифруется с помощью этого симметричного ключа. Симметричный ключ остается в секрете и не может быть перехвачен, поскольку закрытый ключ (которым можно расшифровать первое сообщение, содержащее симметричный ключ) остается в секрете на сервере. Таким образом, обеспечивается конфиденциальность и целостность передаваемых данных по протоколу HTTP
Краткие итоги
Все веб-приложения работают на основе протокола HTTP. Протокол HTTP передает текстовую информацию и работает в режиме "запрос-ответ". HTTP-запрос и HTTP-ответ имеют строго определенную структуру – привественная строка, заголовки и тело сообщения. Количество HTTP-заголовков переменное. HTTP-заголовки от тела сообщения отделяет пустая строка. Каждый HTTP-запрос отправляется на сервер в рамках HTTP-метода. HTTP-метод определяет семантику запроса (получить ресурс, добавить, изменить, удалить и т.д.). В HTTP-ответе кроме служебной информации и полезных данных, отправляется статус запроса, который информирует клиента об успешности выполнения запроса. Все статусные коды делятся на группы. Поскольку данные, передаваемые по протоколу HTTP можно перехватить, то он не обеспечивает конфиденциальности передаваемой информации. Если подобный уровень безопасности необходим, то нужно использовать протокол HTTPS, который обеспечивает шифрование передаваемой информации на основе комбинирования симметричного и ассиметричного алгоритмов шифрования.
.) Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя данный протокол является текстовым.
Прокси-серверы
История развития
HTTP/0.9
Кроме обычного метода GET , различают ещё и . Условные запросы GET содержат заголовки If-Modified-Since , If-Match , If-Range и подобные. Частичные GET содержат в запросе Range . Порядок выполнения подобных запросов определён стандартами отдельно.
HEAD
Аналогичен методу GET , за исключением того, что в ответе сервера отсутствует тело. Запрос HEAD обычно применяется для извлечения метаданных , проверки наличия ресурса (валидация URL) и чтобы узнать, не изменился ли он с момента последнего обращения.
Заголовки ответа могут кэшироваться. При несовпадении метаданных ресурса с соответствующей информацией в кэше копия ресурса помечается как устаревшая.
POST
Применяется для передачи пользовательских данных заданному ресурсу. Например, в блогах посетители обычно могут вводить свои комментарии к записям в HTML-форму, после чего они передаются серверу методом POST и он помещает их на страницу. При этом передаваемые данные (в примере с блогами - текст комментария) включаются в тело запроса. Аналогично с помощью метода POST обычно загружаются файлы на сервер.
В отличие от метода GET , метод POST не считается идемпотентным , то есть многократное повторение одних и тех же запросов POST может возвращать разные результаты (например, после каждой отправки комментария будет появляться одна копия этого комментария).
При результате выполнения 200 (Ok) в тело ответа следует включить сообщение об итоге выполнения запроса. Если был создан ресурс, то серверу следует вернуть ответ 201 (Created) с указанием URI нового ресурса в заголовке Location .
Сообщение ответа сервера на выполнение метода POST не кэшируется.
PUT
Применяется для загрузки содержимого запроса на указанный в запросе URI. Если по заданному URI не существовало ресурса, то сервер создаёт его и возвращает статус 201 (Created). Если же был изменён ресурс, то сервер возвращает 200 (Ok) или 204 (No Content). Сервер не должен игнорировать некорректные заголовки Content-* передаваемые клиентом вместе с сообщением. Если какой-то из этих заголовков не может быть распознан или не допустим при текущих условиях, то необходимо вернуть код ошибки 501 (Not Implemented).
Фундаментальное различие методов POST и PUT заключается в понимании предназначений URI ресурсов. Метод POST предполагает, что по указанному URI будет производиться обработка передаваемого клиентом содержимого. Используя PUT , клиент предполагает, что загружаемое содержимое соответствует находящемуся по данному URI ресурсу.
Сообщения ответов сервера на метод PUT не кэшируются.
PATCH
Аналогично PUT, но применяется только к фрагменту ресурса.
DELETE
Удаляет указанный ресурс.
TRACE
Возвращает полученный запрос так, что клиент может увидеть, какую информацию промежуточные серверы добавляют или изменяют в запросе.
LINK
Устанавливает связь указанного ресурса с другими.
UNLINK
Убирает связь указанного ресурса с другими.
CONNECT
Преобразует соединение запроса в прозрачный TCP/IP туннель, обычно чтобы содействовать установлению защищенного SSL соединения через нешифрованный прокси.
Коды состояния
Код состояния является частью первой строки ответа сервера. Он представляет собой целое число из трех арабских цифр . Первая цифра указывает на класс состояния. За кодом ответа обычно следует отделённая пробелом поясняющая фраза на английском языке, которая разъясняет человеку причину именно такого ответа. Примеры:
201 Webpage Created 403 Access allowed only for registered users 507 Insufficient Storage
Клиент узнаёт по коду ответа о результатах его запроса и определяет, какие действия ему предпринимать дальше. Набор кодов состояния является стандартом, и они описаны в соответствующих документах RFC . Введение новых кодов должно производиться только после согласования с IETF . Клиент может не знать все коды состояния, но он обязан отреагировать в соответствии с классом кода.
В настоящее время выделено пять классов кодов состояния.
1xx Informational (рус. Информационный )В этот класс выделены коды, информирующие о процессе передачи. В HTTP/1.0 сообщения с такими кодами должны игнорироваться. В HTTP/1.1 клиент должен быть готов принять этот класс сообщений как обычный ответ, но ничего отправлять серверу не нужно. Сами сообщения от сервера содержат только стартовую строку ответа и, если требуется, несколько специфичных для ответа полей заголовка. Прокси-серверы подобные сообщения должны отправлять дальше от сервера к клиенту.
2xx Success (рус. Успех )Сообщения данного класса информируют о случаях успешного принятия и обработки запроса клиента. В зависимости от статуса сервер может ещё передать заголовки и тело сообщения.
3xx Redirection (рус. Перенаправление )Коды класса 3xx сообщают клиенту что для успешного выполнения операции необходимо сделать другой запрос (как правило по другому URI). Из данного класса пять кодов , , , и относятся непосредственно к перенаправлениям (редирект). Адрес, по которому клиенту следует произвести запрос, сервер указывает в заголовке Location . При этом допускается использование фрагментов в целевом URI.
4xx Client Error (рус. Ошибка клиента )Класс кодов 4xx предназначен для указания ошибок со стороны клиента. При использовании всех методов, кроме HEAD , сервер должен вернуть в теле сообщения гипертекстовое пояснение для пользователя.
Для запоминания значений кодов с 400 по 417 существуют приёмы иллюстративной мнемотехники
5xx Server Error (рус. Ошибка сервера )Коды 5xx выделены под случаи неудачного выполнения операции по вине сервера. Для всех ситуаций, кроме использования метода HEAD , сервер должен включать в тело сообщения объяснение, которое клиент отобразит пользователю.
Заголовки
Тело сообщения
Тело HTTP сообщения (message-body), если оно присутствует, используется для передачи тела объекта, связанного с запросом или ответом. Тело сообщения (message-body) отличается от тела объекта (entity-body) только в том случае, когда применяется кодирование передачи, что указывается полем заголовка Transfer-Encoding.
Message-body = entity-body
|
Поле Transfer-Encoding должно использоваться для указания любого кодирования передачи, примененного приложением в целях гарантирования безопасной и правильной передачи сообщения. Поле Transfer-Encoding - это свойство сообщения, а не объекта, и, таким образом, может быть добавлено или удалено любым приложением в цепочке запросов/ответов.
Правила, устанавливающие допустимость тела сообщения в сообщении, отличны для запросов и ответов.
Присутствие тела сообщения в запросе отмечается добавлением к заголовкам запроса поля заголовка Content-Length или Transfer-Encoding. Тело сообщения (message-body) МОЖЕТ быть добавлено в запрос только когда метод запроса допускает тело объекта (entity-body).
Включается или не включается тело сообщения (message-body) в сообщение ответа зависит как от метода запроса, так и от кода состояния ответа. Все ответы на запрос с методом HEAD не должны включать тело сообщения (message-body), даже если присутствуют поля заголовка объекта (entity-header), заставляющие поверить в присутствие объекта. Никакие ответы с кодами состояния 1xx (Информационные), 204 (Нет содержимого, No Content), и 304 (Не модифицирован, Not Modified) не должны содержать тела сообщения (message-body). Все другие ответы содержат тело сообщения, даже если оно имеет нулевую длину.
Примеры диалогов HTTP
Обычный GET-запрос
Различают два основных типа согласований:
- Управляемое сервером (англ. Server-Driven ).
- Управляемое клиентом (англ. Agent-Driven ).
Одновременно могут быть использованы оба типа или каждый из них по отдельности.
В основной спецификации по протоколу (RFC 2616) также выделяется так называемое прозрачное согласование (англ. Transparent Negotiation ) как предпочтительный вариант комбинирования обоих типов. Последний механизм не следует путать с независимой технологией Transparent Content Negotiation (TCN, рус. Прозрачное согласование содержимого , см. RFC 2295), которая не является частью протокола HTTP, но может использоваться с ним. У обоих существенное различие в принципе работы и самом значении слова «прозрачное» (transparent). В спецификации по HTTP под прозрачностью подразумевается, что процесс не заметен для клиента и сервера, а в технологии TCN прозрачность означает доступность полного списка вариантов ресурса для всех участников процесса доставки данных.
Управляемое сервером
При наличии нескольких версий ресурса сервер может анализировать заголовки запроса клиента, чтобы выдать, по его мнению, наиболее подходящую. В основном анализируются заголовки Accept , Accept-Charset , Accept-Encoding , Accept-Languages и User-Agent . Серверу желательно включать в ответ заголовок Vary с указанием параметров, по которым различается содержимое по запрашиваемому URI.
Географическое положение клиента можно определить по удалённому IP-адресу . Это возможно за счёт того что IP-адреса, как и доменные имена , регистрируются на конкретного человека или организацию. При регистрации указывается регион, в котором будет использоваться желаемое адресное пространство. Эти данные общедоступны, и в Интернете можно найти соответствующие свободно распространяемые базы данных и готовые программные модули для работы с ними (следует ориентироваться на ключевые слова «Geo IP»).
Следует помнить что такой метод способен определить местоположение максимум с точностью до города (отсюда определяется и страна). При этом информация актуальна только на момент регистрации адресного пространства. Например, если московский провайдер зарегистрирует диапазон адресов с указанием Москвы и начнёт предоставлять доступ клиентам из ближайшего Подмосковья, то его абоненты могут на некоторых сайтах наблюдать, что они из Москвы, а не из Красногорска или Дзержинского .
Управляемое сервером согласование имеет несколько недостатков:
- Сервер только предполагает, какой вариант наиболее предпочтителен для конечного пользователя, но не может знать точно, что именно нужно в данный момент (например, версия на русском языке или английском).
- Заголовков группы Accept передаётся много, а ресурсов с несколькими вариантами - мало. Из-за этого оборудование испытывает избыточную нагрузку.
- Общему кэшу создаётся ограничение возможности выдавать один и тот же ответ на идентичные запросы от разных пользователей.
- Передача заголовков Accept также может раскрывать некоторые сведения о его предпочтениях, таких как используемые языки, браузер, кодировка.
Управляемое клиентом
В данном случае тип содержимого определяется только на стороне клиента. Для этого сервер возвращает с кодом состояния 300 (Multiple Choices) или 406 (Not Acceptable) список вариантов, среди которых пользователь выбирает подходящий. Управляемое клиентом согласование хорошо, когда содержимое различается по самым частым параметрам (например, по языку и кодировке) и используется публичный кэш.
Основной недостаток - лишняя нагрузка, так как приходится делать дополнительный запрос, чтобы получить нужное содержимое.
Прозрачное согласование
Данное согласование полностью прозрачно для клиента и сервера. В данном случае используется общий кэш, в котором содержится список вариантов, как для управляемого клиентом согласования. Если кэш понимает все эти варианты, то он сам делает выбор, как при управляемом сервером согласовании. Это снижает нагрузки с исходного сервера и исключает дополнительный запрос со стороны клиента.
В основной спецификации по протоколу HTTP механизм прозрачного согласования подробно не описан.
Множественное содержимое
Протокол HTTP поддерживает передачу нескольких сущностей в пределах одного сообщения. Причём сущности могут передаваться не только в виде одноуровневой последовательности, но в виде иерархии с вложением элементов друг в друга. Для обозначения множественного содержимого используются медиатипы multipart/* . Работа с такими типами осуществляется по общим правилам, описанным в RFC 2046 (если иное не определено конкретным медиа типом). Если получателю не известно как работать с типом, то он обрабатывает его так же, как multipart/mixed .
Параметр boundary означает разделитель между различными типами передаваемых сообщений. Например передаваемый из формы параметр DestAddress передает значение e-mail адреса, а последущий за ним элемент AttachedFile1 отправляет двоичное содержимое изображения формата.jpg
Со стороны сервера сообщения со множественным содержимым могут посылаться в ответ на при запросе нескольких фрагментов ресурса. В этом случае используется медиа тип multipart/byteranges .
Со стороны клиента при отправке HTML -формы чаще всего пользуются методом POST . Типичный пример: страницы отправки электронных писем со вложенными файлами. При отправке такого письма браузер формирует сообщение типа multipart/form-data , интегрируя в него как отдельные части, введённые пользователем, тему письма, адрес получателя, сам текст и вложенные файлы:
POST /send-message.html HTTP/1.1 Host: mail.example.com Referer: http://mail.example.com/send-message.html User-Agent: BrowserForDummies/4.67b Content-Type: multipart/form-data; boundary="Asrf456BGe4h" Content-Length: (суммарный объём, включая дочерние заголовки) Connection: keep-alive Keep-Alive: 300 (пустая строка) (отсутствующая преамбула) --Asrf456BGe4h Content-Disposition: form-data; name="DestAddress" (пустая строка) [email protected] --Asrf456BGe4h Content-Disposition: form-data; name="MessageTitle" (пустая строка) Я негодую --Asrf456BGe4h Content-Disposition: form-data; name="MessageText" (пустая строка) Привет, Василий! Твой ручной лев, которого ты оставил у меня на прошлой неделе, разодрал весь мой диван. Пожалуйста, забери его скорее! Во вложении две фотки с последствиями. --Asrf456BGe4h Content-Disposition: form-data; name="AttachedFile1"; filename="horror-photo-1.jpg" Content-Type: image/jpeg (пустая строка) (двоичное содержимое первой фотографии) --Asrf456BGe4h Content-Disposition: form-data; name="AttachedFile2"; filename="horror-photo-2.jpg" Content-Type: image/jpeg (пустая строка) (двоичное содержимое второй фотографии) --Asrf456BGe4h-- (отсутствующий эпилог)
В примере в заголовках Content-Disposition параметр name соответствует атрибуту name в HTML-тегах и