web服务器

1.1 回顾网络编程

1.2 http协议介绍

HTTP是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写。它的发展是万维网协会（World Wide Web Consortium）和Internet工作小组IETF（Internet Engineering Task Force）合作的结果，（他们）最终发布了一系列的RFC，RFC 1945定义了HTTP/1.0版本。其中最著名的就是RFC 2616。RFC 2616定义了今天普遍使用的一个版本——HTTP 1.1。

HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML文件,图片文件,查询结果等）。

HTTP是一个应用层协议，由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。

HTTP协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应。见下图：

这样就限制了使用HTTP协议，无法实现在客户端没有发起请求的时候，服务器将消息推送给客户端。

HTTP协议是一个无状态的协议，同一个客户端的这次请求和上次请求是没有对应关系。

1.3 使用谷歌或者火狐浏览器分析

在Web应用中，服务器把网页传给浏览器，实际上就是把网页的HTML代码发送给浏览器，让浏览器显示出来。而浏览器和服务器之间的传输协议是HTTP，所以：

·HTML是一种用来定义网页的文本，会HTML，就可以编写网页；

·HTTP是在网络上传输HTML的协议，用于浏览器和服务器的通信。

Chrome浏览器提供了一套完整地调试工具，非常适合Web开发。

安装好Chrome浏览器后，打开Chrome，在菜单中选择“视图”，“开发者”，“开发者工具”，就可以显示开发者工具：

说明

·Elements显示网页的结构

·Network显示浏览器和服务器的通信

我们点Network，确保第一个小红灯亮着，Chrome就会记录所有浏览器和服务器之间的通信：

1.4 http协议分析

当我们在地址栏输入www.sina.com时，浏览器将显示新浪的首页。在这个过程中，浏览器都干了哪些事情呢？通过Network的记录，我们就可以知道。在Network中，找到www.sina.com那条记录，点击，右侧将显示Request Headers，点击右侧的view source，我们就可以看到浏览器发给新浪服务器的请求：

1.5浏览器请求

说明

最主要的头两行分析如下，第一行：

GET / HTTP/1.1

GET表示一个读取请求，将从服务器获得网页数据，/表示URL的路径，URL总是以/开头，/就表示首页，最后的HTTP/1.1指示采用的HTTP协议版本是1.1。目前HTTP协议的版本就是1.1，但是大部分服务器也支持1.0版本，主要区别在于1.1版本允许多个HTTP请求复用一个TCP连接，以加快传输速度。

从第二行开始，每一行都类似于Xxx: abcdefg：

Host: www.sina.com

表示请求的域名是www.sina.com。如果一台服务器有多个网站，服务器就需要通过Host来区分浏览器请求的是哪个网站。

说明

我们可以跟数据库的CRUD增删改查操作对应起来：

1.CREATE：PUT

2.READ：GET

3.UPDATE：POST

DELETE：DELETE

1.6 服务器响应

继续往下找到Response Headers，点击view source，显示服务器返回的原始响应数据：

HTTP响应分为Header和Body两部分（Body是可选项），我们在Network中看到的Header最重要的几行如下：

HTTP/1.1 200 OK

200表示一个成功的响应，后面的OK是说明。

如果返回的不是200，那么往往有其他的功能，例如

·失败的响应有404 Not Found：网页不存在

·500 Internal Server Error：服务器内部出错

·...等等...

详情请点击HTTP状态码.jpg

Content-Type: text/html

Content-Type指示响应的内容，这里是text/html表示HTML网页。

请注意，浏览器就是依靠Content-Type来判断响应的内容是网页还是图片，是视频还是音乐。浏览器并不靠URL来判断响应的内容，所以，即使URL是http://www.baidu.com/meimei.jpg，它也不一定就是图片。

HTTP响应的Body就是HTML源码，我们在菜单栏选择“视图”，“开发者”，“查看网页源码”就可以在浏览器中直接查看HTML源码：

浏览器解析过程

当浏览器读取到新浪首页的HTML源码后，它会解析HTML，显示页面，然后，根据HTML里面的各种链接，再发送HTTP请求给新浪服务器，拿到相应的图片、视频、Flash、JavaScript脚本、CSS等各种资源，最终显示出一个完整的页面。所以我们在Network下面能看到很多额外的HTTP请求。

1.7 总结

1.7.1 请求流程

跟踪了新浪的首页，我们来总结一下HTTP请求的流程：

步骤1：浏览器首先向服务器发送HTTP请求，请求包括：

方法：GET还是POST，GET仅请求资源，POST会附带用户数据；

路径：/full/url/path；

域名：由Host头指定：Host: www.sina.com

以及其他相关的Header；

如果是POST，那么请求还包括一个Body，包含用户数据

步骤2：服务器向浏览器返回HTTP响应，响应包括：

响应代码：200表示成功，3xx表示重定向，4xx表示客户端发送的请求有错误，5xx表示服务器端处理时发生了错误；

响应类型：由Content-Type指定；

以及其他相关的Header；

通常服务器的HTTP响应会携带内容，也就是有一个Body，包含响应的内容，网页的HTML源码就在Body中。

步骤3：如果浏览器还需要继续向服务器请求其他资源，比如图片，就再次发出HTTP请求，重复步骤1、2。

Web采用的HTTP协议采用了非常简单的请求-响应模式，从而大大简化了开发。当我们编写一个页面时，我们只需要在HTTP请求中把HTML发送出去，不需要考虑如何附带图片、视频等，浏览器如果需要请求图片和视频，它会发送另一个HTTP请求，因此，一个HTTP请求只处理一个资源(此时就可以理解为TCP协议中的短连接，每个链接只获取一个资源，如需要多个就需要建立多个链接)

1.7.2 http格式

每个HTTP请求和响应都遵循相同的格式，一个HTTP包含Header和Body两部分，其中Body是可选的。

HTTP协议是一种文本协议，所以，它的格式也非常简单。

HTTP GET请求的格式：

GET /path HTTP/1.1

Header1: Value1

Header2: Value2

Header3: Value3

每个Header一行一个，换行符是\r\n。

HTTP POST请求的格式：

POST /path HTTP/1.1

Header1: Value1

Header2: Value2

Header3: Value3

body data goes here...

当遇到连续两个\r\n时，Header部分结束，后面的数据全部是Body。

HTTP响应的格式：

200 OK

Header1: Value1

Header2: Value2

Header3: Value3

body data goes here...

HTTP响应如果包含body，也是通过\r\n\r\n来分隔的。

请再次注意，Body的数据类型由Content-Type头来确定，如果是网页，Body就是文本，如果是图片，Body就是图片的二进制数据。

当存在Content-Encoding时，Body数据是被压缩的，最常见的压缩方式是gzip，所以，看到Content-Encoding: gzip时，需要将Body数据先解压缩，才能得到真正的数据。压缩的目的在于减少Body的大小，加快网络传输。

1.8 web静态服务器

1.8.1 显示静态页面

import socket

from multiprocessing import Process

def handleClient(clientSocket):

'用一个新的进程，为一个客户端进行服务'

recvData = clientSocket.recv(2014)

requestHeaderLines = recvData.splitlines()

for line in requestHeaderLines:

print(line.decode('utf-8'))

responseHeaderLines = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"

responseHeaderLines += "Server:laowang\r\n"

responseHeaderLines += "\r\n"

responseBody = "hello world"

response = responseHeaderLines + responseBody

clientSocket.send(bytes(response,'gbk'))

clientSocket.close()

def main():

'作为程序的主控制入口'

serverSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

serverSocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

serverSocket.bind(("", 8000))

serverSocket.listen(10)

while True:

clientSocket,clientAddr = serverSocket.accept()

clientP = Process(target = handleClient, args = (clientSocket,))

clientP.start()

clientSocket.close()

if __name__ == '__main__':

main()

客户端浏览器

服务端

1.9显示需要的页面

参考代码

import socket

import re

from multiprocessing import Process

#设置静态文件根目录

HTML_ROOT_DIR = "./html"

def handle_client(client_socket):

"""处理客户端请求"""

#获取客户端请求数据

request_data = client_socket.recv(1024)

print("request data:", request_data)

request_lines = request_data.splitlines()

for line in request_lines:

print(line)

#解析请求报文

# 'GET / HTTP/1.1'

request_start_line = request_lines[0].decode('utf-8')

#提取用户请求的文件名

file_name = re.match(r"\w+ +(/[^ ]*) ", request_start_line).group(1)

if "/" == file_name:

file_name = "/index.html"

#打开文件，读取内容

try:

file = None

file = open(HTML_ROOT_DIR + file_name, "rb")

file_data = file.read()

#构造响应数据

response_start_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"

response_headers = "Server: My server\r\n"

response_body = file_data.decode("utf-8")

except FileNotFoundError:

response_start_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"

response_headers = "Server: My server\r\n"

response_body = "The file is not found!"

finally:

if file and (not file.closed):

file.close()

response = response_start_line + response_headers + "\r\n" + response_body

print("response data:", response)

#向客户端返回响应数据

client_socket.send(bytes(response, "utf-8"))

#关闭客户端连接

client_socket.close()

def main():

'作为程序的主控制入口'

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

server_socket.bind(("", 8000))

server_socket.listen(128)

while True:

client_socket, client_address = server_socket.accept()

# print("[%s, %s]用户连接上了" % (client_address[0],client_address[1]))

print("[%s, %s]用户连接上了" % client_address)

handle_client_process = Process(target=handle_client, args=(client_socket,))

handle_client_process.start()

client_socket.close()

if __name__ == "__main__":

main()

客户浏览器