HTTP-запросы: структура, методы, строка статуса и коды состояния

Большинство используемых нами веб- и мобильных приложений постоянно взаимодействуют с глобальной сетью. Почти все подобные коммуникации совершаются с помощью запросов по протоколу HTTP. Рассказываем о них подробнее.

Базово о протоколе HTTP

HTTP (HyperText Transfer Protocol, дословно — «протокол передачи гипертекста») представляет собой протокол прикладного уровня, используемый для доступа к ресурсам Всемирной Паутины. Под термином гипертекст следует понимать текст, в понятном для человека представлении, при этом содержащий ссылки на другие ресурсы.

Данный протокол описывается спецификацией RFC 2616. На сегодняшний день наиболее распространенной версией протокола является версия HTTP/2, однако нередко все еще можно встретить более раннюю версию HTTP/1.1.

В обмене информацией по HTTP-протоколу принимают участие клиент и сервер. Происходит это по следующей схеме: 

  1. Клиент запрашивает у сервера некоторый ресурс.
  2. Сервер обрабатывает запрос и возвращает клиенту ресурс, который был запрошен.
коммуникация устройств
Схема коммуникации устройств по HTTP-протоколу.

По умолчанию для коммуникации по HTTP используется порт 80, хотя вместо него может быть выбран и любой другой порт. Многое зависит от конфигурации конкретного веб-сервера.

Подробнее о протоколе HTTP читайте по ссылке →

HTTP-сообщения: запросы и ответы

Данные между клиентом и сервером в рамках работы протокола передаются с помощью HTTP-сообщений. Они бывают двух видов:

  • Запросы (HTTP Requests) — сообщения, которые отправляются клиентом на сервер, чтобы вызвать выполнение некоторых действий. Зачастую для получения доступа к определенному ресурсу. Основой запроса является HTTP-заголовок.
  • Ответы (HTTP Responses) — сообщения, которые сервер отправляет в ответ на клиентский запрос.

Само по себе сообщение представляет собой информацию в текстовом виде, записанную в несколько строчек.

В целом, как запросы HTTP, так и ответы имеют следующую структуру:

  1. Стартовая строка (start line) — используется для описания версии используемого протокола и другой информации — вроде запрашиваемого ресурса или кода ответа. Как можно понять из названия, ее содержимое занимает ровно одну строчку.
  2. HTTP-заголовки (HTTP Headers) — несколько строчек текста в определенном формате, которые либо уточняют запрос, либо описывают содержимое тела сообщения.
  3. Пустая строка, которая сообщает, что все метаданные для конкретного запроса или ответа были отправлены.
  4. Опциональное тело сообщения, которое содержит данные, связанные с запросом, либо документ (например HTML-страницу), передаваемый в  ответе.

Рассмотрим атрибуты HTTP-запроса подробнее.

Стартовая строка

Стартовая строка HTTP-запроса состоит из трех элементов:

  1. Метод HTTP-запроса (method, реже используется термин verb). Обычно это короткое слово на английском, которое указывает, что конкретно нужно сделать с запрашиваемым ресурсом. Например, метод GET сообщает серверу, что пользователь хочет получить некоторые данные, а POST — что некоторые данные должны быть помещены на сервер.
  2. Цель запроса. Представлена указателем ресурса URL, который состоит из протокола, доменного имени (или IP-адреса), пути к конкретному ресурсу на сервере. Дополнительно может содержать указание порта, несколько параметров HTTP-запроса и еще ряд опциональных элементов.
  3. Версия используемого протокола (либо HTTP/1.1, либо HTTP/2), которая определяет структуру следующих за стартовой строкой данных.

В примере ниже стартовая строка указывает, что в качестве метода используется GET, обращение будет произведено к ресурсу /index.html, по версии протокола HTTP/1.1:

структурные элементы
Основные структурные элементы URL.

Разберемся с каждым из названных элементов подробнее.

Методы

Методы позволяют указать конкретное действие, которое мы хотим, чтобы сервер выполнил, получив наш запрос. Так, некоторые методы позволяют браузеру (который в большинстве случаев является источником запросов от клиента) отправлять дополнительную информацию в теле запроса — например, заполненную форму или документ.

Ниже приведены наиболее используемые методы и их описание:

методы запроса

Разберемся с каждым из названных элементов подробнее.

МетодОписание
GETПозволяет запросить некоторый конкретный ресурс. Дополнительные данные могут быть переданы через строку запроса (Query String) в составе URL (например ?param=value).О составляющих URL мы поговорим чуть позже.
POSTПозволяет отправить данные на сервер. Поддерживает отправку различных типов файлов, среди которых текст, PDF-документы и другие типы данных в двоичном виде. Обычно метод POST используется при отправке информации (например, заполненной формы логина) и загрузке данных на веб-сайт, таких как изображения и документы.
HEADЗдесь придется забежать немного вперед и сказать, что обычно сервер в ответ на запрос возвращает заголовок и тело, в котором содержится запрашиваемый ресурс. Данный метод при использовании его в запросе позволит получить только заголовки, которые сервер бы вернул при получении GET-запроса к тому же ресурсу. Запрос с использованием данного метода обычно производится для того, чтобы узнать размер запрашиваемого ресурса перед его загрузкой.
PUTИспользуется для создания (размещения) новых ресурсов на сервере. Если на сервере данный метод разрешен без надлежащего контроля, то это может привести к серьезным проблемам безопасности.
DELETEПозволяет удалить существующие ресурсы на сервере. Если использование данного метода настроено некорректно, то это может привести к атаке типа «Отказ в обслуживании» (Denial of Service, DoS) из-за удаления критически важных файлов сервера.
OPTIONSПозволяет запросить информацию о сервере, в том числе информацию о допускаемых к использованию на сервере HTTP-методов.
PATCHПозволяет внести частичные изменения в указанный ресурс по указанному расположению.

URL

Получение доступа к ресурсам по HTTP-протоколу осуществляется с помощью указателя URL (Uniform Resource Locator). URL представляет собой строку, которая позволяет указать запрашиваемый ресурс и еще ряд параметров.

Использование URL неразрывно связано с другими элементами протокола, поэтому далее мы рассмотрим его основные компоненты и строение:

Поле Scheme используется для указания используемого протокола, всегда сопровождается двоеточием и двумя косыми чертами (://).

Host указывает местоположение ресурса, в нем может быть как доменное имя, так и IP-адрес.

Port, как можно догадаться, позволяет указать номер порта, по которому следует обратиться к серверу. Оно начинается с двоеточия (:), за которым следует номер порта. При отсутствии данного элемента номер порта будет выбран по умолчанию в соответствии с указанным значением Scheme (например, для http:// это будет порт 80).

Далее следует поле Path. Оно указывает на ресурс, к которому производится обращение. Если данное поле не указано, то сервер в большинстве случаев вернет указатель по умолчанию (например index.html).

Поле Query String начинается со знака вопроса (?), за которым следует пара «параметр-значение», между которыми расположен символ равно (=). В поле Query String могут быть переданы несколько параметров с помощью символа амперсанд (&) в качестве разделителя.

Не все компоненты необходимы для доступа к ресурсу. Обязательно следует указать только поля Scheme и Host.

Версии HTTP

Раз уж мы упомянули версию протокола как элемента стартовой строки, то стоит сказать об основных отличиях версий HTTP/1.X от HTTP/2.X.

Последняя стабильная, наиболее стандартизированная версия протокола первого поколения (версия HTTP/1.1) вышла в далеком 1997 году. Годы шли, веб-страницы становились сложнее, некоторые из них даже стали приложениями в том виде, в котором мы понимаем их сейчас. Кроме того, объем медиафайлов и скриптов, которые добавляли интерактивность страницам, рос. Это, в свою очередь, создавало перегрузки в работе протокола версии HTTP/1.1.

Стало очевидно, что у HTTP/1.1 есть ряд значительных недостатков:

  • Заголовки, в отличие от тела сообщения, передавались в несжатом виде.
  • Часто большая часть заголовков в сообщениях совпадала, но они продолжали передаваться по сети.
  • Отсутствовала возможность так называемого мультиплексирования — механизма, позволяющего объединить несколько соединений в один поток данных. Приходилось открывать несколько соединений на сервере для обработки входящих запросов.

С выходом HTTP/2 было предложено следующее решение: HTTP/1.X-сообщения разбивались на так называемые фреймы, которые встраивались в поток данных.

Фреймы данных (тела сообщения) отделялись от фреймов заголовка, что позволило применять сжатие. Вместе с появлением потоков появился и ранее описанный механизм мультиплексирования — теперь можно было обойтись одним соединением для нескольких потоков.

Единственное о чем стоит сказать в завершение темы: HTTP/2 перестал быть текстовым протоколом, а стал работать с «сырой» двоичной формой данных. Это ограничивает чтение и создание HTTP-сообщений «вручную». Однако такова цена за возможность реализации более совершенной оптимизации и повышения производительности.

Заголовки

HTTP-заголовок представляет собой строку формата «Имя-Заголовок:Значение», с двоеточием(:) в качестве разделителя. Название заголовка не учитывает регистр, то есть между Host и host, с точки зрения HTTP, нет никакой разницы. Однако в названиях заголовков принято начинать каждое новое слово с заглавной буквы. Структура значения зависит от конкретного заголовка. Несмотря на то, что заголовок вместе со значениями может быть достаточно длинным, занимает он всего одну строчку.

В запросах может передаваться большое число различных заголовков, но все их можно разделить на три категории:

  1. Общего назначения, которые применяются ко всему сообщению целиком.
  2. Заголовки запроса уточняют некоторую информацию о запросе, сообщая дополнительный контекст или ограничивая его некоторыми логическими условиями.
  3. Заголовки представления, которые описывают формат данных сообщения и используемую кодировку. Добавляются к запросу только в тех случаях, когда с ним передается некоторое тело.

Ниже можно видеть пример заголовков в запросе:

Самые частые заголовки запроса

ЗаголовокОписание
HostИспользуется для указания того, с какого конкретно хоста запрашивается ресурс. В качестве возможных значений могут использоваться как доменные имена, так и IP-адреса. На одном HTTP-сервере может быть размещено несколько различных веб-сайтов. Для обращения к какому-то конкретному требуется данный заголовок.
User-AgentЗаголовок используется для описания клиента, который запрашивает ресурс. Он содержит достаточно много информации о пользовательском окружении. Например, может указать, какой браузер используется в качестве клиента, его версию, а также операционную систему, на которой этот клиент работает.
ReferИспользуется для указания того, откуда поступил текущий запрос. Например, если вы решите перейти по какой-нибудь ссылке в этой статье, то вероятнее всего к запросу будет добавлен заголовок Refer: https://selectel.ru
AcceptПозволяет указать, какой тип медиафайлов принимает клиент. В данном заголовке могут быть указаны несколько типов, перечисленные через запятую (‘ , ‘). А для указания того, что клиент принимает любые типы, используется следующая последовательность — */*.
CookieДанный заголовок может содержать в себе одну или несколько пар «Куки-Значение» в формате cookie=value. Куки представляют собой небольшие фрагменты данных, которые хранятся как на стороне клиента, так и на сервере, и выступают в качестве идентификатора. Куки передаются вместе с запросом для поддержания доступа клиента к ресурсу. Помимо этого, куки могут использоваться и для других целей, таких как хранение пользовательских предпочтений на сайте и отслеживание клиентской сессии. Несколько кук в одном заголовке могут быть перечислены с помощью символа точка с запятой (‘ ; ‘), который  используется как разделитель.
AuthorizationИспользуется в качестве еще одного метода идентификации клиента на сервере. После успешной идентификации сервер возвращает токен, уникальный для каждого конкретного клиента. В отличие от куки, данный токен хранится исключительно на стороне клиента и отправляется клиентом только по запросу сервера. Существует несколько типов аутентификации, конкретный метод определяется тем веб-сервером или веб-приложением, к которому клиент обращается за ресурсом.

Тело запроса

Завершающая часть HTTP-запроса — это его тело. Не у каждого HTTP-метода предполагается наличие тела. Так, например, методам вроде GET, HEAD, DELETE, OPTIONS обычно не требуется тело. Некоторые виды запросов  могут отправлять данные на сервер в теле запроса: самый распространенный из таких методов — POST.

Ответы HTTP

HTTP-ответ является сообщением, которое сервер отправляет клиенту в ответ на его запрос. Его структура равна структуре HTTP-запроса: стартовая строка, заголовки и тело.

Строка статуса (Status line)

Стартовая строка HTTP-ответа называется строкой статуса (status line). На ней располагаются следующие элементы:

  1. Уже известная нам по стартовой строке запроса версия протокола (HTTP/2 или HTTP/1.1).
  2. Код состояния, который указывает, насколько успешно завершилась обработка запроса.
  3. Пояснение — короткое текстовое описание к коду состояния. Используется исключительно для того, чтобы упростить понимание и восприятие человека при просмотре ответа.
строка состояния ответа

Так выглядит строка состояния ответа.

Коды состояния и текст статуса

Коды состояния HTTP используются для того, чтобы сообщить клиенту статус их запроса. HTTP-сервер может вернуть код, принадлежащий одной из пяти категорий кодов состояния:

КатегорияОписание
1xxКоды из данной категории носят исключительно информативный характер и никак не влияют на обработку запроса.
2xxКоды состояния из этой категории возвращаются в случае успешной обработки клиентского запроса.
3xxЭта категория содержит коды, которые возвращаются, если серверу нужно перенаправить клиента.
4xxКоды данной категории означают, что на стороне клиента был отправлен некорректный запрос. Например, клиент в запросе указал не поддерживаемый метод или обратился к ресурсу, к которому у него нет доступа.
5xxОтвет с кодами из этой категории приходит, если на стороне сервера возникла ошибка.

Полный список кодов состояния доступен в спецификации к протоколу, ниже приведены только самые распространенные коды ответов:

КатегорияОписание
200 OKВозвращается в случае успешной обработки запроса, при этом тело ответа обычно содержит запрошенный ресурс.
302 FoundПеренаправляет клиента на другой URL. Например, данный код может прийти, если клиент успешно прошел процедуру аутентификации и теперь может перейти на страницу своей учетной записи.
400 Bad RequestДанный код можно увидеть, если запрос был сформирован с ошибками. Например, в нем отсутствовали символы завершения строки.
403 ForbiddenОзначает, что клиент не обладает достаточными правами доступа к запрошенному ресурсу. Также данный код можно встретить, если сервер обнаружил вредоносные данные, отправленные клиентом в запросе.
404 Not FoundКаждый из нас, так или иначе, сталкивался с этим кодом ошибки. Данный код можно увидеть, если запросить у сервера ресурс, которого не существует на сервере.
500 Internal ErrorДанный код возвращается сервером, когда он не может по определенным причинам обработать запрос.

Помимо основных кодов состояния, описанных в стандарте, существуют и коды состояния, которые объявляются крупными сетевыми провайдерами и серверными платформами. Так, коды состояния, используемые Selectel, можно посмотреть здесь.

Заголовки ответа

Response Headers, или заголовки ответа, используются для того, чтобы уточнить ответ, и никак не влияют на содержимое тела. Они существуют в том же формате, что и остальные заголовки, а именно  «Имя-Значение» с двоеточием (:) в качестве разделителя.

Ниже приведены наиболее часто встречаемые в ответах заголовки:

КатегорияПримерОписание
ServerServer: ngnixСодержит информацию о сервере, который обработал запрос. 
Set-CookieSet-Cookie:PHPSSID=bf42938fСодержит куки, требуемые для идентификации клиента. Браузер парсит куки и сохраняет их в своем хранилище для дальнейших запросов.
WWW-AuthenticateWWW-Authenticate: BASIC realm=»localhost»Уведомляет клиента о типе аутентификации, который необходим для доступа к запрашиваемому ресурсу.

Тело ответа

Последней частью ответа является его тело. Несмотря на то, что у большинства ответов тело присутствует, оно не является обязательным. Например, у кодов «201 Created» или «204 No Content» тело отсутствует, так как достаточную информацию для ответа на запрос они передают в заголовке.

Безопасность HTTP-запросов, или что такое HTTPs

HTTP является расширяемым протоколом, который предоставляет огромное количество возможностей, а также поддерживает передачу всевозможных типов файлов. Однако, вне зависимости от версии, у него есть один существенный недостаток, который можно заметить если перехватить отправленный HTTP-запрос:

данные http-запроса передаются в открытом виде

Да, все верно: данные передаются в открытом виде. HTTP сам по себе не предоставляет никаких средств шифрования.

Но как же тогда работают различные банковские приложения, интернет-магазины, сервисы оплаты услуг и прочие приложения, в которых циркулирует чувствительная информация пользователей?

Время рассказать про HTTPs! 

HTTPs (HyperText Transfer Protocol, secure) является расширением HTTP-протокола, который позволяет шифровать отправляемые данные, перед тем как они попадут на транспортный уровень. Данный протокол по умолчанию использует порт 443.

Теперь если мы перехватим не HTTP , а HTTPs-запрос, то не увидим здесь ничего интересного:

шифрование данных в https

Данные передаются в едином зашифрованном потоке, что делает невозможным получение учетных данных пользователей и прочей критической информации средствами обычного перехвата.

Повысьте безопасность на сетевых портах с Selectel

Три межсетевых экрана для любых потребностей бизнеса.
Выбрать

Если хотите подробнее узнать о деталях работы протокола, читайте статью в нашем блоге →

Как отправить HTTP-запрос и прочитать его ответ

Теория это, конечно, отлично, но ничего так хорошо не закрепляет материал, как практика

Мы рассмотрим несколько способов, как написать HTTP-запрос в браузер, послать HTTP-запрос на сервер и получить ответ:

  1. Инструменты разработчика в браузере. 
  2. Утилита cURL.

Инструменты разработчика

Основной программой на наших устройствах, которая работает с HTTP-протоколом, в большинстве случаев является браузер. Помимо обычных пользователей, с браузерами часто работают и разработчики веб-приложений. Именно их инструментами мы воспользуемся для работы с запросами и ответами.

По нажатию комбинации клавиш [Ctrl+Shift+I] или просто [F12] в подавляющем большинстве современных браузеров у нас откроется окно инструментов разработчика, которая представляет собой панель с несколькими вкладками. Нужная нам вкладка обычно называется Network. Перейдем в нее, а в адресной строке введем URL того сайта, на который хотим попасть. В качестве примера воспользуемся сайтом блога Selectel — https://selectel.ru/blog/.

После нажатия Enter сайт начнет загружаться, а открытая вкладка Network — заполняться различными элементами, начиная все больше напоминать приборную панель самолета.

вкладка network

Не спешите пугаться. Это всего лишь список ресурсов, которые нужны для правильного отображения и работы сайта.

Нажав на любой из них, мы можем увидеть детали обработки отправленного запроса:

детали обработки запроса

В данном запросе, например:

  • URL, к которому было совершено обращение — https://selectel.ru/blog,
  • Метод, который был использован в запросе — GET,
  • И в качестве кода возврата сервер вернул нам страницу с кодом статуса — 200 OK 

Утилита cURL

Следующий инструмент, с помощью которого мы сможем послать запрос на тот или иной сервер, это утилита cURL.

cURL (client URL) является небольшой утилитой командной строки, которая позволяет работать с HTTP и рядом других протоколов.

Для отправки запроса и получения ответа мы можем воспользоваться флагом -v и указанием URL того ресурса, который мы хотим получить. «Схему» HTTP-запроса можно увидеть на скрине ниже:

схема запроса

После запуска утилита выполняет: 

  • подключение к серверу, 
  • самостоятельно разрешает все вопросы, необходимые для отправки запроса по HTTPs, 
  • отправляет запрос, содержимое которого мы можем видеть благодаря флагу -v,
  •  принимая ответ от сервера, отображает его в командной строке «как-есть».  

Помимо этого, у данной утилиты есть огромное количество опций, которые предоставляют возможности по детальной настройке отправляемых запросов. Все эти возможности и делают ее такой популярной у веб-разработчиков и других специалистов, которым приходится работать с протоколом HTTP.

Заключение

HTTP представляет собой расширяемый протокол прикладного уровня, на котором работает весь веб-сегмент интернета. В данной статье мы рассмотрели принцип его работы, структуру, «компоненты» HTTP-запросов. Коснулись вопросов отличия версий протокола, HTTPs  — его расширения, добавляющего шифрование. Разобрали устройство запроса, поняли, как можно отправить HTTP-запрос и получить ответ от сервера.

Что еще почитать по теме

Михаил Фомин 21 ноября 2022

Как переехать на Kubeflow в качестве ML-платформы?

В статье рассказываем о том, как перейти на Kubeflow в качестве ML-платформы. По мотивам доклада компании Mediascope.
Михаил Фомин 21 ноября 2022
Андрей Салита 16 ноября 2022

Криптографические средства защиты: что это такое

Рассказываем, что такое СКЗИ, какие они бывают и как регулируются законом.
Андрей Салита 16 ноября 2022

Новое в блоге

Михаил Фомин 24 июня 2022

Docker Swarm VS Kubernetes — как бизнес выбирает оркестраторы

Рассказываем, для каких задач бизнесу больше подойдет Docker Swarm, а когда следует выбрать Kubernetes.
Михаил Фомин 24 июня 2022
T-Rex 23 ноября 2022

Как работает СУБД Redis

Рассказываем, что такое Redis: рассматриваем его применение и преимущества, поддерживаемые типы данных.
T-Rex 23 ноября 2022

Полезные ресурсы для погружения в Go

Попросили коллег порекомендовать ресурсы для изучения Go и собрали подборку. Пригодится и начинающим, и опытным специалистам.
Дарья Маташина 22 ноября 2022

Как пережить «Черную пятницу»‎ без потерь?

Чек-лист для подготовки IT-инфраструктуры и специальные предложения от Selectel.
Дарья Маташина 22 ноября 2022