一、HTTP 协议

1、HTTP 协议

  • HTTP 协议全称：HyperText Transfer Protocol，即超文本传输协议
  • HTTP 协议由蒂姆·伯纳斯-李在1991年设计出来，最初目的是传输网页数据，后来允许传输任意类型的数据
  • HTTP 协议规定了浏览器和 Web 服务器通信数据的格式，即浏览器和Web服务器通信需要使用 HTTP协议

2、浏览器访问web服务器的通信过程

  • 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

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二、URL

1、 URL的概念

URL全称：Uniform Resoure Locator，即统一资源定位符，也叫网络资源地址（网址）

2、URL的组成

  • 协议部分：https://、http://、ftp://

  • 域名部分：WWW.XXX.XXX

  • 资源路径部分：/XXX/XXX

  • 查询参数部分：?XXX&XXX

三、查看 HTTP 通信过程

1、打开开发者工具（以谷歌为例）

  • Windows和Linux平台：快捷键F12
  • mac OS：快捷键alt+command+i
  • 多平台通用：右击选择检查

2、开发者工具的标签选项

  • Elements（元素）：用于查看或修改HTML标签
  • Console（控制台）：可以执行js代码
  • Sources（源代码）：查看静态资源文件，断点调试JS代码
  • Network（网络）：查看每一次请求和响应的通信过程

3、开发者工具中Network的Headers选项

  • General：主要信息
  • Response Headers：响应头
  • Request Headers：请求头
  • Response：响应体

四、HTTP 请求

1、HTTP常见请求报文

  • GET请求：获取web服务器数据
  • POST请求：向web服务器提交数据并获取web服务器数据

2、GET 请求

  • GET请求 报文说明
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---- 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
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
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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

3、POST 请求

  • POST请求 报文说明
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---- 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
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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

五、HTTP 响应

1、响应报文

  • 响应报文说明
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--- 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，与Transfer-Encoding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
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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
<!DOCTYPE html><html lang=“en”> …</html>

2、响应状态码

  • 响应状态码：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 请求地址或参数有误
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

六、静态Web服务器开发

  • 静态Web服务器：可以为发出请求的浏览器提供静态文档的程序

1. 搭建自带的静态Web服务器

  1. 终端进入指定静态文件的目录
  2. 命令：python3 -m http.server 端口号（-m表示运行包里面的模块，端口号默认是8000）

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2. 搭建静态Web服务器代码示例

1、返回固定页面数据

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import socket

if __name__ == '__main__':
    # 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, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定 IP 和端口号,不设置 IP 代表本机的任何一个 IP 都可以连接
    tcp_server_socket.bind(("192.168.0.101", 9090))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 代码执行到此，说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)

        with open("static/index.html", "rb") as file:
            # 读取文件数据
            file_data = file.read()

        # 响应行
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        # 响应头
        response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
        # 响应体
        response_body = file_data
        # 拼接响应报文
        response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
        # 发送数据
        new_socket.send(response_data)

        # 关闭服务与客户端的套接字
        new_socket.close()

2、返回指定页面数据

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import socket

def main():
    # 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, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定 IP 和端口号,不设置 IP 代表本机的任何一个 IP 都可以连接
    tcp_server_socket.bind(("192.168.0.101", 9090))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 代码执行到此，说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print('关闭浏览器了')
            new_socket.close()
            return

        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)

        # 提取请求资源
        request_list = recv_client_content.split(' ',maxsplit=2)
        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        print(request_path)

        # 判断请求资源是否为根目录
        if request_path == '/':
            request_path = '/index.html'

        try:
            # 动态打开指定文件
            with open("static"+request_path, "rb") as file:
                # 读取文件数据
                file_data = file.read()
        except Exception as e:
            # 请求资源不存在，返回404数据
            response_line = 'HTTP/1.1 404 Not Found\r\n'
            response_header = 'Server:PWS1.0\r\n'

            with open('static/error.html','rb') as file:
                file_data = file.read()

            response_body = file_data
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            new_socket.send(response_data)
        else:
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        finally:
            new_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

3、返回指定页面数据-多任务

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import socket
import threading

def handle_client_request(new_socket):
    recv_client_data = new_socket.recv(4096)
    if len(recv_client_data) == 0:
        print('关闭浏览器了')
        new_socket.close()
        return

    # 对二进制数据进行解码
    recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
    print(recv_client_content)

    # 提取请求资源
    request_list = recv_client_content.split(' ', maxsplit=2)
    # 获取请求资源路径
    request_path = request_list[1]
    print(request_path)

    # 判断请求资源是否为根目录
    if request_path == '/':
        request_path = '/index.html'

    try:
        # 动态打开指定文件
        with open("static" + request_path, "rb") as file:
            # 读取文件数据
            file_data = file.read()
    except Exception as e:
        # 请求资源不存在，返回404数据
        response_line = 'HTTP/1.1 404 Not Found\r\n'
        response_header = 'Server:PWS1.0\r\n'

        with open('static/error.html', 'rb') as file:
            file_data = file.read()

        response_body = file_data
        response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
        new_socket.send(response_data)
    else:
        # 响应行
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        # 响应头
        response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
        # 响应体
        response_body = file_data
        # 拼接响应报文
        response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
        # 发送数据
        new_socket.send(response_data)
    finally:
        new_socket.close()

def main():
    # 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, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定 IP 和端口号,不设置 IP 代表本机的任何一个 IP 都可以连接
    tcp_server_socket.bind(("192.168.0.101", 9090))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 代码执行到此，说明连接建立成功
        sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request,args=(new_socket,),daemon=True)
        sub_thread.start()



if __name__ == '__main__':
    main()

4、返回指定页面数据-多任务&面向对象&动态绑定命令行端口号

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import socket
import threading
import sys

class HttpWebServer(object):
    def __init__(self,port):
        # 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, 程序退出端口立即释放
        tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
        # 绑定 IP 和端口号,不设置 IP 代表本机的任何一个 IP 都可以连接
        tcp_server_socket.bind(("192.168.0.101", port))
        # 设置监听
        tcp_server_socket.listen(128)

        self.tcp_server_socket = tcp_server_socket

    # 处理客户端请求
    @staticmethod
    def handle_client_request(new_socket):
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print('关闭浏览器了')
            new_socket.close()
            return

        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)

        # 提取请求资源
        request_list = recv_client_content.split(' ', maxsplit=2)
        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        # print(request_path)

        # 判断请求资源是否为根目录
        if request_path == '/':
            request_path = '/index.html'

        try:
            # 动态打开指定文件
            with open("static" + request_path, "rb") as file:
                # 读取文件数据
                file_data = file.read()
        except Exception as e:
            # 请求资源不存在，返回404数据
            response_line = 'HTTP/1.1 404 Not Found\r\n'
            response_header = 'Server:PWS1.0\r\n'

            with open('static/error.html', 'rb') as file:
                file_data = file.read()

            response_body = file_data
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            new_socket.send(response_data)
        else:
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        finally:
            new_socket.close()

    def start(self):
        while True:
            # 等待接受客户端的连接请求
            new_socket, ip_port = self.tcp_server_socket.accept()
            # 代码执行到此，说明连接建立成功
            sub_thread = threading.Thread(target=self.handle_client_request, args=(new_socket,), daemon=True)
            sub_thread.start()

def main():
    # 判断命令行输入命令是否正确
    print(sys.argv)
    if len(sys.argv) != 2:
        print('执行命令如下：python3 xxx.py 9090')
        return

    if not sys.argv[1].isdigit():
        print('端口号格式为数字')
        return
    
    # 动态绑定命令行端口号
    port = int(sys.argv[1])
    web_server = HttpWebServer(port)
    web_server.start()

if __name__ == '__main__':
    main()