网络基础(二)
应用层
协议
协议是一种 “约定”. socket api的接口, 在读写数据时, 都是按 “字符串” 的方式来发送接收的. 如果我们要传输一些 “结构化的数据” , 该怎么办呢?
例如:
我们需要实现一个服务器版的加法器
我们需要客户端把要计算的两个数发过去, 然后由服务器进行计算, 再把结果返回给客户端
方案一
客户端发送一个形如”1+1”的字符串
这个字符串中有两个操作数, 都是整形
两个数字之间有一个字符是运算符, 运算符只能是 +
数字和运算符之间没有空格
方案二
定义结构体来表示我们需要发送的信息
发送数据时将这个结构体按照一个规则转换成字符串
接收到数据的时候再按照相同的规则把字符串转化为结构体
这个过程叫做 “序列化” 和 “反序列化”
无论我们采用方案一, 还是方案二, 还是其他的方案, 只要保证
一端发送时构造的数据, 在另一端能够正确的进行解析, 就是OK的
这种约定, 就是 应用层协议
HTTP协议
虽然说应用层协议是我们自己定的. 但实际上, 已经有大佬们定义了一些现成的, 又非常好用的应用层协议, 供我们直接参考使用. HTTP(超文本传输协议)就是其中之一.
认识 URL
我们常说的网址, 其实就是指 URL
上图解释了URL各部分的含义
urlencode和urldecode
像 / ? : 等, 这样的字符, 已经被url当做特殊意义理解了. 因此这些字符不能随意出现. 如果某个参数中需要带有这些特殊字符, 就必须先对特殊字符进行转义.
转义的规则如下:
将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY的格式
例如: 搜索C++
https://www.baidu.com/baidu?isource=infinity&iname=baidu&itype=web&tn=90171537_s_hao_pg&ch=13&ie=utf-8&wd=C%2B%2B+ 被转成了%2B, 因为 + 号的 ASCLL码值为43, 转为16进制为2B, 加上%号, 就是%2B
上面所做的工作就叫做 urlencode
而 urldecode 就是 urlencode 的逆过程.
HTTP请求
首行: [方法] + [url] + [版本]
Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;
每组属性之间使用\n分隔;
遇到空行表示Header部分结束;
Body: 空行后面的内容都是Body. Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个 Content-Length 属性来标识Body的长度.
HTTP响应
上图空行之前的内容就是HTTP响应的头部
首行: [版本号] + [状态码] + [状态码解释]
Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;
每组属性之间使用\n分隔;
遇到空行表示Header部分结束
Body: 空行后面的内容都是Body.
Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个
Content-Length属性来标识Body的长度;
如果服务器返回了一个html页面, 那么html页面内容就是在body中.
HTTP中的方法
其中 GRT 方法和 POST 方法最常用.
HTTP状态码
常见的状态码
比如 200(OK), 404(Not Found), 403(Forbidden), 302(Redirect, 重定向), 504(Bad Gateway)
最常见的就是 404 , 未找到!
HTTP常见Header
- Content-Type: 数据类型(text/html等)
- Content-Length: Body的长度
- Host: 客户端告知服务器, 所请求的资源是在哪个主机的哪个端口上
- User-Agent: 声明用户的操作系统和浏览器版本信息
- referer: 当前页面是从哪个页面跳转过来的
- location: 搭配3xx状态码使用, 告诉客户端接下来要去哪里访问
- Cookie: 用于在客户端存储少量信息. 通常用于实现会话(session)的功能
实现一个最简单的HTTP服务器
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
// 实现一个简单的 http服务器
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
printf("Usage: ./server [ip] [port]\n");
return -1;
}
//1, 创建套接字
//int socket(int domain, int type, int protocol);
//因为http是基于tcp的, 所以用SOCK_STREAM, 可靠的
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(fd < 0)
{
perror("socket");
return -1;
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
// inet_addr 将一个点分十进制的IP转换成一个长整数型数（u_long类型）等同于inet_addr()。
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
// htons是将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序
// 就是整数在地址空间存储方式变为高位字节存放在内存的低地址处。
addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
//2, 绑定
//int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
// socklen_t addrlen);
int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
if(ret < 0)
{
perror("bind");
return -1;
}
//3, 监听
// int listen(int sockfd, int backlog);
ret = listen(fd, 5);
if(ret < 0)
{
perror("listen");
return -1;
}
//4, 连接
while(1)
{
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t len;
//int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
if(client_fd < 0)
{
perror("accept");
continue; //不断获取连接
}
char input_buf[10240] = {0};
ssize_t read_size = read(client_fd, input_buf, sizeof(input_buf) - 1);
if(read_size < 0)
{
perror("read");
return -1;
}
printf("[request] %s\n", input_buf);
char buf[1024] = {0};
const char *web_str = "<h1>hello, world</h1>";
// int sprintf(char *str, const char *format, ...);
int ret = sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\nContent-Length:%d\n\n%s", strlen(web_str), web_str);
if(ret < 0)
{
perror("sprintf");
return -1;
}
// ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
ssize_t i = write(client_fd, buf, sizeof(buf));
if(i < 0)
{
perror("write");
return -1;
}
}
return 0;
}
此处我们使用 9090 端口号启动HTTP服务器. 虽然HTTP服务器一般使用80端口, 但这只是一个通用的习惯. 并不是说HTTP服务器就不能使用其他的端口号.
使用chrome测试我们的服务器时, 可以看到服务器打出的请求中还有一个 GET /favicon.ico HTTP/1.1 这样的请求. favicon.ico图标是网站的缩略标志，可以显示在浏览器标签、地址栏左边和收藏夹，是展示网站个性的缩略logo标志，也可以说是网站头像，如果要让网站看起来更专业、更美、更有个性，favicon.ico是必不可少的.