12. HTTP_教你设计物联网系统

超文本传输协议 (HTTP-Hypertext transfer protocol) 是一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。

12.1 你所没有深入的HTTP

HTTP是用于客户端与服务端之间的通信。
传输层的TCP是基于网络层的IP协议的,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的。

注意: HTTP协议只规定了客户端与服务端的通信规则，而没有规定其通讯协议，只是现在的大部分实现都是将TCP作为通讯协议。

12.1.1 打开网页时发生了什么

简单地来说，当我们在浏览器上输入URL的敲下回车的时候。

浏览器需要查找域名的IP，从不同的缓存直至DNS服务器。
浏览器会给Web服务器发送一个HTTP请求
服务器“处理”请求
服务器发回一个HTML响应
浏览器渲染HTML到页面。

在StackOverflow上有一个这样的回答会比较详细。

browser checks cache; if requested object is in cache and is fresh, skip to #9
browser asks OS for server’s IP address
OS makes a DNS lookup and replies the IP address to the browser
browser opens a TCP connection to server (this step is much more complex with HTTPS)
browser sends the HTTP request through TCP connection
browser receives HTTP response and may close the TCP connection, or reuse it for another request
browser checks if the response is a redirect (3xx result status codes), authorization request (401), error (4xx and 5xx), etc.; these are handled differently from normal responses (2xx)
if cacheable, response is stored in cache
browser decodes response (e.g. if it’s gzipped)
browser determines what to do with response (e.g. is it a HTML page, is it an image, is it a sound clip?)
browser renders response, or offers a download dialog for unrecognized types

忽略一些细节便剩下了

从浏览器输入URL
浏览器找到服务器，服务器返回HTML文档
从对应的服务器下载资源

说说第一步，开始时我们输入的是URI(统一资源标识符,Uniform Resource Identifier)，它还有另外一个名字叫统一资源定位器(URL,Uniform Resource Locator)。

12.1.2 URL组成

网址算是URL的一个俗称，让我们来看看一个URL的组成，以HTTP版IOT中的URL为例。

http://b.phodal.com/athome/1

开始之前，我们需要标出URL的80端口以及JSON文件的全称，那么上面的网址就会变成

http://b.phodal.com:80/athome/1.json

那么对于这个URL的就有下面几部分组成

http:// http说的是这个URL用的是HTTP协议，至于//是一个分隔符，用法和C语言中的;一样。这样的协议还可以是coap,https,ftp等等。
b 是子域名，一个域名在允许的情况下可以有不限数量的子域名。
phodal.com 代表了一个URL是phodal.com下面的域名
80 80是指80端口，默认的都是80，对于一个不是80端口的URL应该是这样的http://iot-coap.phodal.com:8896/
athome 指的是虚拟目录部分，或者文件路径
1.json看上去就是一个文件名，然而也代表着这是一个资源。

对就一个稍微复杂点的例子就是

http://ebook.designiot.cn/#你所没有深入的http

这里的#后面是锚部分，如果你打开这个URL就会发现会直接跳转到相应的锚部分，对就于下面这样的一个例子来说

http://www.phodal.com/search/?q=iot&type=blog

?后面的q=iot&type=blog的部分是参数部分，通常用于查询或者、搜索。

12.2 一次HTTP GET请求

当我们打开最小物联网系统的一个页面时，如http://b.phodal.com/athome/1.json 我们在浏览器上看到的结果是

[
  {
    "id": 1,
    "temperature": 19,
    "sensors1": 31,
    "sensors2": 7.5,
    "led1": 0
  }
]

只是我们看到的是结果，忽略了这其中的过程，于是我们用curl命令来看看详细的情况。

curl -I -s http://b.phodal.com/athome/1.json

出于某种原因考虑，删去了其中一些元素，剩下下面这些。

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
Date: Fri, 05 Sep 2014 15:05:49 GMT
[{"id":1,"temperature":19,"sensors1":31,"sensors2":7.5,"led1":0}]

我们用curl命令向服务器发起了GET请求，服务器返回了上面的结果。

12.2.1 HTTP响应

一个HTTP响应由三部分组成

状态行(状态码)
消息报头(响应报头)
响应正文(消息体)

12.2.1.1 HTTP响应状态码

在上面的结果中，状态行是

HTTP/1.1 200 OK

返回的状态码是200，OK是状态码的原因短语。

如果是一个跳转的页面，它就可能是下面的结果:

HTTP/1.0 301 MOVED PERMANENTLY
Date: Mon, 08 Sep 2014 12:04:01 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8

HTTP Status有五种状态，而这五种状态又有所细分，提一下这五种状态，详细可参见http://zh.wikipedia.org/wiki/HTTP%E7%8A%B6%E6%80%81%E7%A0%81

1xx消息
2xx成功
3xx重定向
4xx客户端错误
5xx服务器错误

如

200 ok - 成功返回状态，对应，GET,PUT,PATCH,DELETE.
201 created - 成功创建。
304 not modified - HTTP缓存有效。
400 bad request - 请求格式错误。
401 unauthorized - 未授权。
403 forbidden - 鉴权成功，但是该用户没有权限。
404 not found - 请求的资源不存在
405 method not allowed - 该http方法不被允许。
410 gone - 这个url对应的资源现在不可用。
415 unsupported media type - 请求类型错误。
422 unprocessable entity - 校验错误时用。
429 too many request - 请求过多。

12.2.1.2 HTTP响应响应报头

在这次响应中，返回了两个报头，即

Content-Type: application/json
Date: Fri, 05 Sep 2014 15:05:49 GMT

Content-Type和Date，在这里的Context-Type是application/json，而通常情况下我们打开一个网站时，他的Content-Type应该是text/html。

Content-Type: text/html;

Content-Type是最重要的报头。

12.2.1.3 HTTP响应响应正文

正文才是我们真正想要的内容，上面的都是写给浏览器看的，一般的人不会去关注这些。

HTTP/1.1 200 OK
Server: phodal.com/0.17.5
Content-Type: application/json
[{"id":1,"temperature":19,"sensors1":31,"sensors2":7.5,"led1":0}]

通常这是以某种格式写的，在这里是以JSON写的，而对于一个网站的时候则是HTML，如:

<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
  
</body>
</html>

那么这次GET请求返回的就是:

HTTP/1.0 200 OK
Date: Mon, 08 Sep 2014 12:04:01 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8  
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    [{"id":1,"temperature":19,"sensors1":31,"sensors2":7.5,"led1":0}]   
</body>
</html>

虽然与第一次请求的结果在游览器上看似乎是一样的(ps:可能有微小的差异)，然而其本质是不同的。

推荐及参考书目：

《Web性能权威指南》
《图解HTTP》
《RESTFul Web Services Cookbook》
《RESTFul Web APIs》

下一节：REST从资源的角度来观察整个网络，分布在各处的资源由URI确定，而客户端的应用通过URI来获取资源的表征。获得这些表征致使这些应用程序转变了其状态。随着不断获取资源的表征，客户端应用不断地在转变着其状态，所谓表征状态转移。

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