前面我們實(shí)現(xiàn)了TCP服務(wù)器和客戶端的簡(jiǎn)單應(yīng)用，接下來(lái)我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于TCP協(xié)議的應(yīng)用協(xié)議，那就是HTTP超文本傳輸協(xié)議

1 、 ** HTTP****協(xié)議簡(jiǎn)介**

超文本傳輸協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol），簡(jiǎn)稱(chēng)HTTP，是一種基于TCP的應(yīng)用層協(xié)議，也是目前為止最為流行的應(yīng)用層協(xié)議之一，可以說(shuō)HTTP協(xié)議是萬(wàn)維網(wǎng)的基石。

HTTP是一種客戶端請(qǐng)求、服務(wù)器應(yīng)答式的應(yīng)用層傳輸協(xié)議，也就是說(shuō)服務(wù)器端是不可能主動(dòng)向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)的。在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下請(qǐng)求和響應(yīng)都是一一對(duì)應(yīng)的。而這個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)也就是后端開(kāi)發(fā)人員經(jīng)?？吹降腞equest和Response。

首先，我們來(lái)看客戶器端的請(qǐng)求，HTTP請(qǐng)求報(bào)文由請(qǐng)求行、請(qǐng)求頭、空白行以及請(qǐng)求體組成。其報(bào)文格式如下：

我們來(lái)說(shuō)一說(shuō)請(qǐng)求行，它由請(qǐng)求方法字段、URL字段和HTTP協(xié)議版本字段3個(gè)字段組成，它們用空格分隔。需要理解的是請(qǐng)求方法，HTTP協(xié)議的請(qǐng)求方法有GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT幾種。先對(duì)常用的幾種說(shuō)明如下：

• GET 方法 ，意思是獲取URL指定的資源，這個(gè)請(qǐng)求方式是最簡(jiǎn)單的也是最常用的。使用GET 方法時(shí)，可以將請(qǐng)求參數(shù)和對(duì)應(yīng)的值附加在 URI 后面，利用一個(gè)問(wèn)號(hào)(“?”)將資源的URI和請(qǐng)求參數(shù)隔開(kāi)，參數(shù)之間使用與符號(hào)(“&”)隔開(kāi)，因此傳遞參數(shù)長(zhǎng)度也受到了限制，而且與隱私相關(guān)的信息也直接暴露在URI中。比如/index.jsp?username=holmofy&password=123123
• HEAD 方法， 與GET用法相同，但沒(méi)有響應(yīng)體，使用場(chǎng)合沒(méi)有GET多。比如下載前使用HEAD發(fā)送請(qǐng)求，通過(guò)ContentLength響應(yīng)字段，來(lái)了解網(wǎng)絡(luò)資源的大??；或者通過(guò)LastModified響應(yīng)字段來(lái)判斷本地緩存資源是否要更新。
• POST 方法， 一般用提交信息或數(shù)據(jù)，請(qǐng)求服務(wù)器進(jìn)行處理（例如提交表單或者上傳文件）。表單使用POST相對(duì)GET來(lái)說(shuō)還是比較隱秘的，而且GET的URL有長(zhǎng)度限制，而上傳大文件就必須要使用POST了。
• OPTIONS 方法， 該方法用于請(qǐng)求服務(wù)器告知其支持哪些其他的功能和方法。通過(guò)OPTIONS 方法，可以詢問(wèn)服務(wù)器具體支持哪些方法，或者服務(wù)器會(huì)使用什么樣的方法來(lái)處理一些特殊資源?？梢哉f(shuō)這是一個(gè)探測(cè)性的方法，客戶端通過(guò)該方法可以在不訪問(wèn)服務(wù)器上實(shí)際資源的情況下就知道處理該資源的最優(yōu)方式。這個(gè)選項(xiàng)在跨域HTTP請(qǐng)求的情況出現(xiàn)的比較多，這里有一篇關(guān)于跨域請(qǐng)求的文章，其中有一張圖很好的解釋了什么是跨域HTTP請(qǐng)求。

客戶端發(fā)出HTTP請(qǐng)求，服務(wù)端接收后，會(huì)向客戶端發(fā)送響應(yīng)信息。所以接下來(lái)，我們來(lái)看看服務(wù)器端的響應(yīng)報(bào)文。HTTP響應(yīng)報(bào)文由響應(yīng)行、響應(yīng)頭、空白行以及響應(yīng)體組成。其報(bào)文格式如下：

在響應(yīng)報(bào)文中，非常重要的就是響應(yīng)行，其中響應(yīng)行中最重要的就是HTTP的狀態(tài)碼。HTTP協(xié)議中狀態(tài)碼有三位數(shù)字組成，第一位數(shù)字定義了響應(yīng)的類(lèi)別，有以下五種：

• 1XX ： 信息提示。表示請(qǐng)求已被服務(wù)器接受，但需要繼續(xù)處理，范圍為100~101。
• 2XX ： 請(qǐng)求成功。服務(wù)器成功處理了請(qǐng)求。范圍為200~206。
• 3XX：客戶端重定向。重定向狀態(tài)碼用于告訴客戶端瀏覽器，它們?cè)L問(wèn)的資源已被移動(dòng)，并告訴客戶端新的資源位置。客戶端收到重定向會(huì)重新對(duì)新資源發(fā)起請(qǐng)求。范圍為300~305。
• 4XX ： 客戶端信息錯(cuò)誤。客戶端可能發(fā)送了服務(wù)器無(wú)法處理的東西，比如請(qǐng)求的格式錯(cuò)誤，或者請(qǐng)求了一個(gè)不存在的資源。范圍為400~415。
• 5XX：服務(wù)器出錯(cuò)?？蛻舳税l(fā)送了有效的請(qǐng)求，但是服務(wù)器自身出現(xiàn)錯(cuò)誤，比如Web程序運(yùn)行出錯(cuò)。范圍是500~505。

我們開(kāi)發(fā)過(guò)程有一些狀態(tài)碼比較常見(jiàn)，我們對(duì)其簡(jiǎn)單說(shuō)明如下：

2 、 ** HTTP****服務(wù)器端的設(shè)計(jì)**

我們已經(jīng)對(duì)基于RAW API的TCP應(yīng)用有了了解。我們?cè)趯?shí)現(xiàn)TCP服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)時(shí)就提到過(guò)對(duì)于更復(fù)雜的應(yīng)用和應(yīng)用層協(xié)議只是在功能上的差別，從實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)及流程來(lái)說(shuō)是完全一致的。所以對(duì)于實(shí)現(xiàn)HTTP服務(wù)器需要使用到的函數(shù)及整個(gè)操作流程我們就不再敘述了。重點(diǎn)說(shuō)一說(shuō)不同的地方。

首先HTTP服務(wù)器是基于TCP的，所以其我們先將其當(dāng)作TCP服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，HTTP協(xié)議有其專(zhuān)門(mén)的操作端口：80。所以我們?cè)O(shè)計(jì)服務(wù)器時(shí)需要使用這個(gè)端口。

在這里，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的HTTP服務(wù)器，當(dāng)客戶端連接到服務(wù)器之后，如果收到的是html請(qǐng)求，則返回一個(gè)我們預(yù)先設(shè)定好的網(wǎng)頁(yè)。正常返回這個(gè)網(wǎng)頁(yè)，HTTP的功能就完成了，HTTP服務(wù)器會(huì)主動(dòng)斷開(kāi)與客戶端的連接。

3 、 ** TTP****服務(wù)器實(shí)現(xiàn)**

既然是基于TCP的HTTP服務(wù)器，我們佷顯然依然按照TCP服務(wù)器的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們依然將其劃分為三個(gè)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先要實(shí)現(xiàn)的是HTTP服務(wù)器的初始化。

1 /* HTTP服務(wù)器初始化配置*/
 2  void Http_Server_Initialization(void)
 3 {
 4   struct tcp_pcb *pcb = NULL;                           
 5  
 6   /* 生成一個(gè)新的TCP控制塊 */
 7   pcb = tcp_new();                                   
 8  
 9   /* 控制塊綁定到本地IP和對(duì)應(yīng)端口 */
10   tcp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY, TCP_HTTP_SERVER_PORT);      
11  
12   /* 服務(wù)器進(jìn)入偵聽(tīng)狀態(tài) */
13   pcb = tcp_listen(pcb);                       
14  
15   /* 注冊(cè)服務(wù)器accept回調(diào)函數(shù) */
16   tcp_accept(pcb, HttpServerAccept);  
17                                                                      
18 }

從上面的代碼不難看出，與TCP服務(wù)器的初始化一樣：建立控制塊，為控制塊綁定本地IP和端口，服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)控制塊同時(shí)注冊(cè)接收處理回調(diào)函數(shù)。所以接下來(lái)就是實(shí)現(xiàn)接收處理回調(diào)函數(shù)。

1 /* HTTP接收回調(diào)函數(shù)，客戶端建立連接后，本函數(shù)被調(diào)用 */
2 static err_t HttpServerAccept(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err)
3 {
4   /*注冊(cè)HTTP服務(wù)器回調(diào)函數(shù)*/
5   tcp_recv(pcb, HttpServerCallback);
6  
7   return ERR_OK;
8 }

客戶端連接成功后就會(huì)調(diào)用接收處理回調(diào)函數(shù)。該函數(shù)為tcp_accept_fn類(lèi)型，注冊(cè)到了監(jiān)聽(tīng)控制塊的accept字段。在這個(gè)函數(shù)中，我們需要注冊(cè)HTTP服務(wù)器處理函數(shù)。其功能就由這個(gè)函數(shù)決定。

1 /* HTTP服務(wù)器信息處理回調(diào)函數(shù) */
 2 static err_t HttpServerCallback(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *p, err_t err)
 3 {
 4   char *data = NULL;
 5  
 6   if (p != NULL)
 7   {       
 8     /* 更新接收窗口 */
 9     tcp_recved(pcb, p->tot_len);
10     data =  p->payload;
11    
12     /* 如果是http請(qǐng)求，返回html信息，否則無(wú)響應(yīng) */
13     if(p->len >=3 && data[0] == 'G'&& data[1] == 'E'&& data[2] == 'T')
14     {
15       tcp_write(pcb, htmlMessage, sizeof(htmlMessage), 1);
16     }
17     else
18     {
19  
20     }
21     pbuf_free(p);
22     tcp_close(pcb);
23   }
24   else if (err == ERR_OK)
25   {
26     return tcp_close(pcb);
27   }
28   return ERR_OK;
29 }

這個(gè)HTTP服務(wù)器非常簡(jiǎn)單，我們只是實(shí)現(xiàn)了GET方法。也就是說(shuō)，收到客戶端的html請(qǐng)求后，我們檢測(cè)其要求，如果是GET方法，我們就返回預(yù)先設(shè)定好的網(wǎng)頁(yè)，否則無(wú)返回。然后關(guān)閉這一連接。如果我們想要實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，或者需要支持HTTP協(xié)議的其他方法，只需要擴(kuò)展這個(gè)函數(shù)就可以了。

4 、 結(jié)論

HTTP協(xié)議是一種使用非常廣泛的協(xié)議，其基于TCP基礎(chǔ)上運(yùn)行，所以在我們前面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)TCP服務(wù)器及客戶端的情況下，開(kāi)發(fā)HTTP服務(wù)器應(yīng)用就顯得簡(jiǎn)單了。在這一篇我們基于LwIP實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的HTTP服務(wù)器應(yīng)用，我們并對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的測(cè)試，雖然我們只是實(shí)現(xiàn)了GET方法，但經(jīng)測(cè)試設(shè)計(jì)是正確的。如果需要設(shè)計(jì)其他方法的HTTP應(yīng)用只需在此基礎(chǔ)上添加即可。