网络之一次http请求的完整过程

关于网络的知识平时可能真正用的比较少，但是有一些点还是需要总结的：

完成一次http请求要大致可以分为7个步骤：

一、TCP三次握手

第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，将SYN位置为1，Sequence Number为x；然后，客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认；

第二次握手：服务器收到SYN报文段。服务器收到客户端的SYN报文段，需要对这个SYN报文段进行确认，设置Acknowledgment Number为x+1(Sequence Number+1)；同时，自己自己还要发送SYN请求信息，将SYN位置为1，Sequence Number为y；服务器端将上述所有信息放到一个报文段（即SYN+ACK报文段）中，一并发送给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK报文段。然后将Acknowledgment Number设置为y+1，向服务器发送ACK报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。

为什么要三次握手

为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。

具体例子：“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。”

二~三、HTTP请求报文

一个HTTP请求报文由请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据4个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。

1.请求行

请求行分为三个部分：请求方法、请求地址和协议版本

请求方法

HTTP/1.1 定义的请求方法有8种：GET、POST、PUT、DELETE、PATCH、HEAD、OPTIONS、TRACE。

最常的两种GET和POST，如果是RESTful接口的话一般会用到GET、POST、DELETE、PUT。

请求地址

URL:统一资源定位符，是一种自愿位置的抽象唯一识别方法。

组成：<协议>：//<主机>：<端口>/<路径>

端口和路径有时可以省略（HTTP默认端口号是80）

如下例：

有时会带参数，GET请求

协议版本

协议版本的格式为：HTTP/主版本号.次版本号，常用的有HTTP/1.0和HTTP/1.1

2.请求头部

请求头部为请求报文添加了一些附加信息，由“名/值”对组成，每行一对，名和值之间使用冒号分隔。

常见请求头如下：

请求头部的最后会有一个空行，表示请求头部结束，接下来为请求数据，这一行非常重要，必不可少。

3.请求数据

可选部分，比如GET请求就没有请求数据。

下面是一个POST方法的请求报文：

POST 　/index.php　HTTP/1.1 　　 请求行

Host: localhost

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:10.0.2) Gecko/20100101 Firefox/10.0.2　　请求头

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,/;q=0.8

Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5

Accept-Encoding: gzip, deflate

Connection: keep-alive

Referer: http://localhost/

Content-Length：25

Content-Type：application/x-www-form-urlencoded

　　空行

username=aa&password=1234　　请求数据

四~六、HTTP响应报文

HTTP响应报文主要由状态行、响应头部、空行以及响应数据组成。

1.状态行

由3部分组成，分别为：协议版本，状态码，状态码描述。

其中协议版本与请求报文一致，状态码描述是对状态码的简单描述，所以这里就只介绍状态码。

状态码

状态代码为3位数字。
1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理。
2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受。
3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作。
4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现。
5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求。

下面列举几个常见的：

2.响应头部

与请求头部类似，为响应报文添加了一些附加信息

常见响应头部如下：

3.响应数据

用于存放需要返回给客户端的数据信息。

下面是一个响应报文的实例：

HTTP/1.1 200 OK　　状态行

Date: Sun, 17 Mar 2013 08:12:54 GMT　　响应头部

Server: Apache/2.2.8 (Win32) PHP/5.2.5

X-Powered-By: PHP/5.2.5

Set-Cookie: PHPSESSID=c0huq7pdkmm5gg6osoe3mgjmm3; path=/

Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Pragma: no-cache

Content-Length: 4393

Keep-Alive: timeout=5, max=100

Connection: Keep-Alive

Content-Type: text/html; charset=utf-8

　　空行

<html>　　响应数据

<head>

<title>HTTP响应示例<title>

</head>

<body>

Hello HTTP!

</body>

</html>

关于请求头部和响应头部的知识点很多，这里只是简单介绍。

通过以上步骤，数据已经传递完毕，HTTP/1.1会维持持久连接，但持续一段时间总会有关闭连接的时候，这时候据需要断开TCP连接。

七、TCP四次挥手

当客户端和服务器通过三次握手建立了TCP连接以后，当数据传送完毕，肯定是要断开TCP连接的啊。那对于TCP的断开连接，这里就有了神秘的“四次分手”。

第一次分手：主机1（可以使客户端，也可以是服务器端），设置Sequence Number，向主机2发送一个FIN报文段；此时，主机1进入FIN_WAIT_1状态；这表示主机1没有数据要发送给主机2了；

第二次分手：主机2收到了主机1发送的FIN报文段，向主机1回一个ACK报文段，Acknowledgment Number为Sequence Number加1；主机1进入FIN_WAIT_2状态；主机2告诉主机1，我“同意”你的关闭请求；

第三次分手：主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入LAST_ACK状态；

第四次分手：主机1收到主机2发送的FIN报文段，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态；主机2收到主机1的ACK报文段以后，就关闭连接；此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。

为什么要四次分手

TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工模式，这就意味着，当主机1发出FIN报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了，主机1告诉主机2，它的数据已经全部发送完毕了；但是，这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据；当主机2返回ACK报文段时，表示它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的；当主机2也发送了FIN报文段时，这个时候就表示主机2也没有数据要发送了，就会告诉主机1，我也没有数据要发送了，之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。