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1 http

1.1 http是什么

http :（hyper text transfer protocol），超文本传输协议，一个基于TCP的应用层协议。

超文本指的是使用html（hyper text mark language，超文本标记语言）编程语言所开发的文本文件。

1.2 工作机制

1.2.1 服务器端与客户端

服务器端即web服务器。运行了http服务端程序（如httpd、nginx等），存放了web资源的主机，可响应给客户端请求的资源，这些资源存放在web服务器上的某文件系统的某路径。服务器端监听在80端口（tcp）。

客户端就是各种浏览器。

1.2.2 web资源与MIME

一次请求和响应的内容，叫做web资源。分为静态、动态资源。

静态资源，jpg、html、mp3等等。就是无需服务端处理，直接发送给客户端的资源（httpd仅能处理静态资源）。为加快响应速度，静态资源可被浏览器缓存一段时间；
动态资源，php、jsp等。是需要服务端运行，将运行结果传给客户端的资源。

一个网页页面上通常有多个资源，一个图片、一个文本、一个链接都是各自独立的资源。不要误以为整个网页是一个资源。
所以，在打开一个页面时，客户端要对每个资源单独请求。显示一个完整网页，客户端其实是请求了多次的。

早期的http协议，仅能够用于文本文件（传输过程使用ASCII码）的传输。1.0之后引入MIME1，从而客户端可请求图片、音频等类型文件（传输过程中仍是文本）。

1.2.3 URL

客户端如何指定要请求哪些资源？
通过URL指定。只需在浏览器地址栏中输入指定URL即可。

URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符），用于唯一标识页面。

格式：Scheme://Server_IP:[port]/[PATH][;PARAMS][?QUERY][#FLAG]

比如，http://www.sohu.com/
Scheme是http；
www.sohu.com是Server_IP:port，只是没有直接用IP而是域名，且http默认80端口，所以可省；
之后的PATH省略，表示访问的是默认主页面index.html。

再比如，https://baike.baidu.com/item/MIME/2900607?fr=aladdin等。

1.2.4 http事务的过程

http的工作机制很简单：客户端向服务器端发送请求资源报文；服务器端返回给客户端响应报文。而这也称为一次http事务。

从服务器端来看，具体过程：
1、对于来访的请求，建立或拒绝连接；
2、接收并处理请求。包括分析请求报文的首部（header）信息，从而得知客户端的请求方法（method）。由于http基于tcp，所以每个资源的请求都要3次握手、4次断开；
3、服务器根据请求报文指定的URL，访问存储设备上对应的资源；
4、服务器得到指定资源，构建响应报文（即加上各首部信息），发送给客户端；
5、服务器将此次访问相关的信息记录日志。

1.3 http报文格式

http的请求、响应报文包括http协议首部（其实行+各headers）和数据实体。
不过请求报文和响应报文的起始行格式、常使用的headers有所不同。

1.3.1 请求报文格式

请求报文格式：

<method> <URL> <version>                        # 起始行
header1: value                                  # 各首部信息
header2: value
……
headerN: value


<request body>                                  # 与上述信息隔两行，是数据实体

method：请求方法。即客户端请求服务端对资源完成的动作。
URL：指定资源的URL
version：指明http协议版本
headers：各首部信息。用于描述报文的各种属性。
request body：请求报文的数据实体

起始行信息与各headers，就是http协议首部。隔两行之后是数据实体。

1.3.1.1 常见请求方法

1.3.2 响应报文格式

响应报文与请求报文的格式，主要是起始行的不同：

<version> <status-code> <reason phrase>         # 起始行
header1: value                                  # 各首部信息
header2: value
……
headerN: value


<entity body>                                   # 与上述信息隔两行，是数据实体

version，仍是http协议版本；
status-code，状态码，用于描述不同的响应状态（成功、失败等）
reaon phrase，原因短语，就是对状态码的解释
headers，响应报文用到的各首部
entity body，数据实体。比如客户端要GET某资源，则这时的数据实体就是该资源

1.3.2.1 常见状态码

状态码就是3位数字，其中按1、2、3、4、5开头的对应不同的状态类型：

常见状态码：

1.3.3 常见header

如上所述，请求报文、响应报文的起始行之后，都有任意个首部（header）信息，以描述当前报文的属性等信息。

格式为：header_name: value
如有多个header，则每行一个。

比如，打开浏览器的调试界面（F12），地址栏输入www.sohu.com。随便找一个资源对应的首部信息，可看到该资源对应的请求、响应报文各首部，大致如下：

各常见首部：

1.3.3.1 通用首部

通用首部就是在请求、响应报文都可能用到的首部。

1.3.3.2 请求首部

仅用于请求报文中的常见首部：

1.3.3.3 响应首部

仅用于响应报文中的常见首部：

1.4 cookie和session简要说明

http协议是无状态的，就是服务器端无法识别访问者来源。即便是同一用户访问同一资源，在服务端看来也是两次不同的、独立的请求。

这在需要输入帐号密码、或是电商站点的情形是有问题的：只要一刷新页面就要重新输入验证信息，并且重新选购物品等。

使用cookie就是为了追踪访问者，以保持访问页面的状态。它会记录用户信息和操作记录。在客户端第一次向服务端发请求时，服务端发cookie给客户端。cookie存储在客户端本地，只要再访问服务端，就发送cookie以标明身份。
这样，在安全上又有较大风险，cookie可能泄露隐私信息。

于是引入session，session可看作服务端为用户建立的一种数据结构，用于存储用户操作记录。把cookie的部分信息用session来存储，cookie与session对应起来。
这样，根据指定cookie可在服务器上找到对应用户session，session中记录了用户的操作、行为记录等。

2 httpd2.2

应用层协议的实现，都是通过具体的软件。
httpd就是http协议中，服务器端的安装程序。以下说明httpd2.2的常用配置。笔者使用的是CentOS 6（6的光盘上的rpm包就是httpd2.2，如需在6上安装2.4，需编译安装），IP为192.168.0.105。

安装后只需在浏览器键入地址，即可看到测试页：

httpd2.2的配置文件为：主配置文件/etc/httpd/conf/httpd.conf和其他配置文件/etc/httpd/conf.d/*.conf。
上面的测试页面就是/etc/httpd/conf/httpd.conf/welcome.conf定义配置的。

主配置文件分3段：

### Section 1: Global Environment                       # 全局环境配置

……

### Section 2: 'Main' server configuration              # 中心主机配置

……

### Section 3: Virtual Hosts                            # 虚拟主机配置

……

配置格式为：”Command Value”各Command不严格区分大小写，但一般是把每个单词首字母大写。
修改其中的参数后可使用“httpd -t”检查配置文件语法。

下面列出主配置文件中的常用配置：

2.1 主配置文件Section 1

此段中的配置对全局有效。

2.1.1 ServerRoot

ServerRoot，用于定义服务端httpd程序的配置、日志等文件所在的目录（可看作是httpd的工作目录）。
注意，不要在最后加“/”：

……

# Do NOT add a slash at the end of the directory path.
#
ServerRoot "/etc/httpd"

2.1.2 Listen

Listen，用于定义服务端监听的IP和端口。IP可省略，表示监听在所有IP；端口不可省。
可多次使用，表示同时监听在多个IP和端口。
修改监听的IP或端口，只有重启服务才能生效。

比如，修改为监听在80和8000端口：

Listen 80
Listen 8000

重启服务后，查看监听端口验证：

[root@localhost ~]% netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address               Foreign Address             State       PID/Program name   
tcp        0      0 0.0.0.0:22                  0.0.0.0:*                   LISTEN      1592/sshd           
tcp        0      0 127.0.0.1:25                0.0.0.0:*                   LISTEN      1671/master         
tcp        0      0 127.0.0.1:6010              0.0.0.0:*                   LISTEN      1757/sshd           
tcp        0      0 127.0.0.1:6011              0.0.0.0:*                   LISTEN      2243/sshd           
tcp        0      0 :::8000                     :::*                        LISTEN      2347/httpd          
tcp        0      0 :::80                       :::*                        LISTEN      2347/httpd

……

2.1.3 LoadModule

httpd是高度模块化的，支持动态装载、卸载各功能模块（就像内核一样）。
httpd的各模块文件放在/usr/lib64/httpd/modules。

LoadModule，用于指定装载的模块。
格式：LoadModule Module_Name Module_Path
其中模块所在的文件路径可以是相对路径，相对于ServerRoot定义的路径。

可看到httpd默认已经装载了诸多模块：

LoadModule auth_basic_module modules/mod_auth_basic.so
LoadModule auth_digest_module modules/mod_auth_digest.so
LoadModule authn_file_module modules/mod_authn_file.so
LoadModule authn_alias_module modules/mod_authn_alias.so

……

httpd命令的”-M”选项，可列出当前装载的所有模块。

2.1.4 Include

包含指定文件到配置文件。

主配置文件中使用了此指令，/etc/httpd/conf.d/*.conf才会作为配置文件生效，因为默认定义的就是此路径：

# Load config files from the config directory "/etc/httpd/conf.d".
#
Include conf.d/*.conf

2.1.5 持久连接相关

2.1.5.1 持久连接是什么

http基于tcp（连接需3次握手、4次断开）。

默认情况下是非持久连接：客户端每请求一个资源都要与服务端3次握手、获取到资源、4次断开。

当用户数较多时，应采取默认方式，以保证所有用户都能轮流得到响应；
当用户数较少时（比如只有1个用户，请求多个资源），频繁地3次握手、4次断开增加了不必要的开销。

对于后者应采取持久连接（也叫长连接）：客户端与服务端一直保持连接状态，直到获取到一定数量的资源或连接达到一定时长才断开（注意，是满足二者中任一条件就断开）。

显然，长连接的情况下，当达到断开条件时，由服务端向客户端发出断开要求，因为只有服务端知道是否达到了资源数或指定时长；
默认情况断开请求是由客户端发出的。

2.1.5.2 KeepAlive

KeepAlive，用于指定是否启用长连接。

# KeepAlive: Whether or not to allow persistent connections (more than
# one request per connection). Set to "Off" to deactivate.
#
KeepAlive Off                                               # 默认是关闭的，如需开启改为on

2.1.5.3 KeepAliveTimeOut

KeepAliveTimeOut，用于指定长连接的时长。

# KeepAliveTimeout: Number of seconds to wait for the next request from the
# same client on the same connection.
#
KeepAliveTimeout 15                                     # 默认15秒

2.1.5.4 MaxKeepAliveRequests

MaxKeepAliveRequests，用于指定客户端在长连接中最多请求的资源数。

# MaxKeepAliveRequests: The maximum number of requests to allow
# during a persistent connection. Set to 0 to allow an unlimited amount.
# We recommend you leave this number high, for maximum performance.
#
MaxKeepAliveRequests 100                                # 默认100个

2.1.6 MPM

MPM（Multipath Processing Module，多路处理模块），是指httpd在同时响应多个请求时的工作模型。

分为3种：prefork、worker、event。只能启用其中一种。并且在需要切换模型时，最好是在关闭服务的情况下修改配置文件，修改完成后再开启。

虽然叫做模块，但httpd2.2不支持MPM的动态装载、卸载，2.4开始支持。
所以只要编译时采用了哪种模型，则使用的就是哪种模型。CentOS 6为了方便，3中模型都编译了，对应的应用程序分别为/usr/sbin/httpd、/usr/sbin/httpd.worker、/usr/sbin/httpd.event。
不过2.2上，event模型处于测试阶段；2.4可正常使用。

服务脚本启用httpd时，用的是哪种模型，在服务脚本配置文件/etc/sysconfig/httpd中进行了定义：

# The default processing model (MPM) is the process-based
# 'prefork' model.  A thread-based model, 'worker', is also
# available, but does not work with some modules (such as PHP).
# The service must be stopped before changing this variable.
#
#HTTPD=/usr/sbin/httpd.worker                               如需启用则把该行注释掉

2.1.6.1 prefork

默认情况下，服务脚本启动的是prefork模型对应的应用程序/usr/sbin/httpd：

[root@localhost ~]# ps aux | grep httpd
root      2000  0.0  0.3 175332  3688 ?        Ss   16:07   0:00 /usr/sbin/httpd
apache    2002  0.0  0.2 175332  2464 ?        S    16:07   0:00 /usr/sbin/httpd
apache    2003  0.0  0.2<