【网络协议笔记】第五层:应用层(Application)HTTP协议简介(3)

李明燮(li_mingxie)
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这一篇整理了应用层的 HTTP协议的ABNF格式。

1.ABNF

ABNF（Augmented BNF），是BNF（Backus-Naur Form，译：巴克斯-瑙尔范式）的修改/增强版。
在RFC_5234中表明ABNF用作internet中通信协议的定义语言。
ABNF是最严谨的HTTP报文格式描述形式，脱离ABNF谈论HTTP报文格式，往往都是不严谨的。

关于HTTP报文格式的定义：

旧版：RFC_2616_4.HTTP Message
新版：RFC_7230_3.Message Format
ABNF核心规则：

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1.1 报文格式

HTTP-message   = start-line
                 *( header-field CRLF )
                 CRLF
                 [ message-body ]

start-line     = request-line / status-line
  • start-line：request-line代表请求报文（请求行），status-line代表响应报文（状态行）
  • *：0个或多个。2表示至少2个，36表示3到6个
  • 每一个header-field后面都必须加上回车换行符CRLF，header-field整体后面也必须加上回车换行符CRLF
  • ()：组成一个整体
  • []：可选（请求体、响应体）

1.2 request-line、status-line

start-line内部包含了空格，所以在报文格式中没有看到换行符CRLF。

ABNF中的注释格式是：分号(;)+内容，例;这里描述的是注释内容。

// 请求行（例：GET /hello/ HTTP/1.1）  
// SP = Space（空格），DIGIT代表数字，具体可参考上面的ABNF核心规则  
request-line = method SP request-target SP HTTP-version CRLF  
// HTTP-version格式（例：HTTP/1.1）  
HTTP-version  = HTTP-name "/" DIGIT "." DIGIT  
// HTTP-name格式（%x48.54.54.50是HTTP的16进制ASCII码值）  
HTTP-name     = %x48.54.54.50 ; "HTTP", case-sensitive  

// 状态行（例：HTTP/1.1 200）（例：HTTP/1.1 200 OK）  
status-line = HTTP-version SP status-code SP reason-phrase CRLF  
// 状态码由3个数字组成（例：200、300、500等）  
status-code    = 3DIGIT  
// 状态描述，可以是Tab、空格、字符或obs文字，*代表是可选项（例：OK）  
reason-phrase  =*( HTAB / SP / VCHAR / obs-text )

1.3 header-field、message-body

// 请求头键值对（例：Host: localhost:8080）  
header-field   = field-name ":" OWS field-value OWS  
// 指定键名  
field-name     = token  
// 值（可有可无）  
field-value    = *( field-content / obs-fold )  
// 空格或Tab键（*代表该值可有可无，也就是说有OWS的地方可以没有空格也可以有多个空格）  
OWS = *( SP / HTAB )  

// 消息体（只要是字节就可以）  
message-body = *OCTET

1.4 telnet

使用telnet可以直接面向HTTP报文与服务器交互，可以更清晰、直观的看到请求报文和响应报文的内容，也可以检验请求报文格式的正确与否。

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Windows系统用户可以使用Xshell软件
Mac系统用户直接命令安装（brew install telnet）。

2.URL编码

URL中一旦出现了一些特殊字符（比如中文、空格），需要进行编码。在浏览器地址栏输入URL时，是采用UTF-8进行编码。
比如https://www.baidu.com/s?wd=你好编码后就是https://www.baidu.com/s?wd=%E4%BD%A0%E5%A5%BD。

3.请求方法

RFC_7231,section-4: Request methods：描述了8种请求方法。

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在RFC_5789,section-2: Patch methods文档中描述了PATCH方法。

所以到目前为止一共有9种HTTP请求方法。最常用的请求方法是GET和POST。

  • GET：常用于读取的操作，请求参数直接拼接在URL的后面（浏览器或服务器对URL是有长度限制的，ABNF并没有限制URL长度的说明）
  • POST：常用于添加、修改、删除的操作，请求参数可以放到请求体中（没有大小限制）
  • HEAD：请求得到与GET请求相同的响应，但没有响应体
    使用场景举例：在下载一个大文件前，先获取其大小，再决定是否要下载，以此可以节约带宽资源
  • OPTIONS：用于获取目的资源所支持的通信选项，比如服务器支持的请求方法
    使用telnet连接服务器后输入OPTIONS *HTTP/1.1（*代表所有路径），返回Allow: GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, OPTIONS
  • PUT：用于对已存在的资源进行整体覆盖（很少使用，因为是直接覆盖数据，所以不太安全）
  • DELETE：用于删除指定的资源（很少使用，不安全）
  • PATCH：用于对资源进行部分修改（资源不存在，会创建新的资源。很少使用，不安全）
  • CONNECT：可以开启一个客户端与所请求资源之间的双向沟通的通道，它可以用来创建隧道（tunnel）
    可以用来访问采用了SSL（HTTPS）协议的站点
  • TRACE：请求服务器回显其收到的请求信息（请求什么内容就响应什么内容），主要用于HTTP请求的测试或诊断

4.请求头字段

头部字段（Header Field）可以分为4种类型：

  • 请求头字段（Request Header Fields）
    有关要获取的资源或客户端本身信息的消息头
  • 响应头字段（Response Header Fields）
    有关响应的补充信息，比如服务器本身（名称和版本等）的消息头
  • 实体头字段（Entity Header Fields）
    有关实体主体的更多信息，比如主体长度（Content-Length）或其MIME类型
  • 通用头字段（General Header Fields）
    同时适用于请求和响应消息，但与消息主体无关的消息头，比如时间（Date）

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Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9

上面请求头的接收类型包含了很多种，每一种使用逗号,隔开，q=0.8是权重的意思，权重值越大，优先级越高（优先返回哪一种类型）。如果不指定q值，默认是1.0（最大值）。

5.响应头字段

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