HTTP 协议基础
HTTP（超文本传输协议）是应用层的请求 - 响应协议，通常运行在 TCP 之上，专门用于客户端与服务器之间的通信。浏览器访问网站、调用 API 接口等网络行为，本质都是通过 HTTP 协议实现的。
超文本的核心是 HTTP 不仅能传输普通文本数据，还支持文件、图片、超链接等多种资源的传输。其标准规范可通过 RFC 文档查询（如 HTTP/1.1 对应 RFC 9112），是互联网通信的核心基础协议。
HTTP 通信流程
HTTP 通信遵循 “请求 - 响应” 模式，完整流程如下：
- 客户端与服务器通过 TCP 协议建立连接（HTTP 依赖 TCP 的可靠传输特性）；
- 客户端按照 HTTP 规范构造请求报文并发送给服务器；
- 服务器接收请求后，处理请求并构造响应报文返回给客户端；
- 客户端接收响应，解析报文获取所需资源；
- 若为 HTTP/1.1 及以上版本，TCP 连接默认保持（持久连接），可复用该连接发送后续请求。
HTTP 请求报文结构
HTTP 请求报文由请求行、请求首部字段、空行、请求包体四部分组成，各部分以\r\n（回车换行符）分隔，整个报文以\r\n结束。
请求行
请求行是请求报文的第一行，格式为：方法 + 空格 + URL + 空格 + 协议版本 + \r\n
-
方法：请求的操作类型（如 GET、POST）；
-
URL：统一资源定位符，指定请求资源在服务器上的路径；
-
协议版本：如 HTTP/1.1、HTTP/2.0。
示例：GET /v3/weather/now.json HTTP/1.1\r\n
请求首部字段
用于传递额外的请求信息，格式为字段名: 值\r\n，常见核心字段如下：
| 字段名 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
| Host | 指定请求资源所在的服务器域名（必选） | Host: api.seniverse.com\r\n |
| Accept | 客户端可处理的媒体类型 | Accept: application/json\r\n |
| Accept-Charset | 客户端优先的字符集 | Accept-Charset: utf-8\r\n |
| User-Agent | 客户端程序信息（如浏览器版本） | User-Agent: Chrome/114.0.0.0 |
| Authorization | Web 认证信息（如 token） | Authorization: Bearer xxx |
注意：HTTP/1.1 协议要求所有请求必须包含 Host 字段，否则服务器会返回 400 错误（Bad Request）。
空行
由\r\n组成，用于分隔请求首部和请求包体，是协议规定的必需部分。
请求包体
可选部分，用于传递大量数据（如表单提交、文件上传），GET 请求通常无包体，POST 请求常用包体传递参数。
HTTP 请求方法
HTTP 定义了多种请求方法，每种方法对应特定的操作语义，核心方法如下：
注意：HTTP 是可拓展协议，实际使用的请求方法由服务端决定，并非必须遵循上述语义。
HTTP 协议版本
HTTP 版本采用 “主版本号。次版本号” 格式（如 HTTP/major.minor），核心版本特点如下：
- HTTP/0.9：最初版本，仅支持 GET 方法，无首部字段，仅传输纯文本；
- HTTP/1.0：支持多种请求方法和首部字段，每次请求需建立新的 TCP 连接（短连接）；
- HTTP/1.1：目前主流版本，支持持久连接（TCP 连接默认不关闭，可复用）、管道化请求，新增 OPTIONS、TRACE 等方法；
- HTTP/2.0：基于二进制帧传输，支持多路复用、头部压缩，性能大幅提升。
持久连接优势：减少 TCP 连接建立 / 关闭的开销，提高多资源请求的效率（如网页加载多个图片时无需重复建连）。
HTTP 响应报文结构
服务器接收请求后返回响应报文，结构与请求报文对应，由状态行、响应首部字段、空行、响应包体四部分组成。
状态行
格式为：协议版本 + 空格 + 状态码 + 空格 + 状态描述 + \r\n
- 状态码：3 位数字，标识请求处理结果；
- 状态描述：对状态码的文字说明（如 OK、Not Found）。
示例：HTTP/1.1 200 OK\r\n
响应首部字段
传递服务器的附加信息，常见字段如下：
| 字段名 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
| Content-Type | 响应包体的媒体类型（如 JSON、HTML） | Content-Type: application/json |
| Content-Length | 响应包体的字节长度 | Content-Length: 266 |
| Date | 服务器响应时间 | Date: Fri, 07 Jun 2024 05:53:55 GMT |
| Connection | 连接状态（keep-alive 表示持久连接） | Connection: keep-alive |
空行
由\r\n组成，分隔响应首部和响应包体。
响应包体
服务器返回的实际资源，如 HTML 页面、JSON 数据、图片等（HEAD 请求无包体）。
HTTP 状态码
状态码按首位数字分为 5 大类，核心状态码含义如下：
- 1xx（信息性状态码）
- 100 Continue：服务器已接收请求首部，客户端可继续发送包体；
- 101 Switching Protocols：服务器同意切换协议（如 HTTP 切换到 WebSocket）。
- 2xx（成功状态码）
- 200 OK：请求成功，服务器返回指定资源；
- 201 Created：资源创建成功（如 PUT 请求创建文件）；
- 204 No Content：请求成功，但无响应包体。
- 3xx（重定向状态码）
- 301 Moved Permanently：资源永久迁移，需访问新 URL；
- 302 Found：资源临时迁移，临时访问新 URL；
- 304 Not Modified：资源未修改，可使用本地缓存。
- 4xx（客户端错误状态码）
- 400 Bad Request：请求报文格式错误（如缺少 Host 字段）；
- 401 Unauthorized：请求需身份认证（如未传 token）；
- 403 Forbidden：服务器拒绝请求（如无权限访问）；
- 404 Not Found：请求的资源不存在（最常见错误）。
- 5xx（服务器错误状态码）
- 500 Internal Server Error：服务器内部错误（如代码 bug）；
- 502 Bad Gateway：网关错误（如反向代理无法连接后端）；
- 503 Service Unavailable：服务器暂时不可用（如过载、维护）；
- 504 Gateway Timeout：网关超时（如后端服务响应过慢）。
HTTP 实际应用：调用 API 接口
HTTP 最常见的应用是调用开放 API 接口获取数据（如天气、短信验证），核心步骤为：注册平台账号→获取 API 密钥→构造 HTTP 请求→发送请求→解析响应数据。
示例 1：调用心知天气 API 获取天气（C 语言实现）
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <unistd.h>// 替换为自己的 API 密钥（你的示例密钥可能失效，建议去心知天气官网重新申请）
#define KEY "替换为自己的 API 密钥"
#define LOCAL "guangzhou"int main() {// 创建 TCP 套接字（无修改）int tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (tcp_socket == -1) {perror("socket创建失败");return -1;}// 解析域名（无修改）struct hostent* host = gethostbyname("api.seniverse.com");if (host == NULL) {perror("域名解析失败");close(tcp_socket);return -1;}// 配置服务器地址（无修改）struct sockaddr_in server_addr;memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(80);memcpy(&server_addr.sin_addr.s_addr, host->h_addr_list[0], host->h_length);// 连接服务器int conn_ret = connect(tcp_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));if (conn_ret == -1) {perror("连接服务器失败");close(tcp_socket);return -1;}printf("已连接到天气服务器\n");// 构造 HTTP 请求（补充 Connection: close，让服务器响应后关闭连接，简化接收逻辑）char reqbuf[1024] = {0};snprintf(reqbuf, sizeof(reqbuf),"GET /v3/weather/now.json?key=%s&location=%s&language=en&unit=c HTTP/1.1\r\n""Host: api.seniverse.com\r\n""Connection: close\r\n" // 关键：告诉服务器响应后关闭连接，避免循环接收阻塞"\r\n",KEY, LOCAL);// 发送请求（无修改）ssize_t send_len = send(tcp_socket, reqbuf, strlen(reqbuf), 0);if (send_len == -1) {perror("发送请求失败");close(tcp_socket);return -1;}printf("已发送 HTTP 请求，长度：%ld 字节\n", send_len);// 接收完整响应（关键修复：拼接所有数据，不依赖 count）char recvbuf[4096] = {0}; // 扩大缓冲区，避免数据溢出ssize_t total_recv = 0; // 记录接收的总字节数printf("\n服务器响应：\n");while (1) {ssize_t recv_len = recv(tcp_socket, recvbuf + total_recv, sizeof(recvbuf) - total_recv - 1, 0);if (recv_len <= 0) {break; // 接收完毕（ret=0）或出错（ret=-1）}total_recv += recv_len;}recvbuf[total_recv] = '\0'; // 手动添加字符串结束符，避免乱码// 打印完整响应（含头和体）printf("%s\n", recvbuf);close(tcp_socket);printf("\n连接已关闭\n");return 0;
}
示例 2：调用互亿无线 API 发送短信验证码
核心步骤：
- 注册互亿无线账号，完成个人认证；
- 在控制台获取 APIID 和 APIKEY；
- 构造 POST 请求（参数含手机号、验证码、APIID、APIKEY）；
- 发送请求并接收响应（判断短信是否发送成功）。
关键请求参数（POST 示例）：
//请求头
POST /webservice/sms.php?method=Submit&format=json HTTP/1.1\r\nHost: 106.ihuyi.cn\r\nContent-Type: application/x-www-form-urlencoded\r\nContent-Length: %d\r\n\r\n//请求包体
account=xxxxxxxxx&password=xxxxxxxxxxxx&mobile=xxxxxxxxxx&content = 您的验证码是：8888。请不要把验证码泄露给他人。
参数：
- account: 你的APIID
- password: 你的APIKEY
- mobile: 接收验证码的手机号
- content: 短信内容（需包含签名，如【互亿无线】您的验证码是：123456，请在5分钟内完成验证）
HTTP 与 HTTPS 的区别
| 特性 | HTTP | HTTPS |
|---|---|---|
| 安全层 | 无，明文传输 | 基于 SSL/TLS 加密，密文传输 |
| 端口 | 默认 80 端口 | 默认 443 端口 |
| 数据安全性 | 低，易被窃听、篡改、伪造 | 高，加密保护数据完整性和真实性 |
| 证书要求 | 无需证书 | 需申请 SSL 证书（如 Let's Encrypt 免费证书） |
| 性能 | 无加密开销，性能较高 | 加密 / 解密有开销，性能略低 |
| 适用场景 | 普通资源访问（如静态网页） | 敏感数据传输（如登录、支付、API 调用） |
