柯侧耳倾听者 - 云代码空间
—— 翱翔在Java世界的海洋之上
HTTP协议
一．【实验目的与要求】
1. 掌握HTTP的报文格式
2. 掌握HTTP的工作原理
3. 掌握HTTP常用方法
二.【实验环境】
该实验采用网络结构一
三.【实验原理】
1.体系结构
万维网（WWW）服务是分布式的客户/服务器服务，客户使用浏览器能够得到服务器提供的服务，这种服务的提供是分布在许多网站中的，如下图所示：
图9.1 分布式的服务
每一个网站保存有一个或多个文档，叫做万维网页面。在图12-1所示的例子中，客户需要查看网站A的某些信息。浏览器用来读取万维网上的文档。它向网站A发送一个请求，这个请求包含了网站A和网站中万维网页面的地址，这个地址叫做统一资源定位符（URL）。网站A收到请求后，将指定的文档发送给这个客户。它用同样的方法与网站B通信。
（1）客户（浏览器）
许多厂商提供商用浏览器，可以解释和显示万维网页面。每一个浏览器通常由3个部分组成：控制程序、客户程序及解释程序。控制程序从键盘或鼠标接收输入，使用客户程序访问要浏览的文档。在文档找到后，控制程序就使用解释程序（可以是HTML、Java或JavaScript等）中的一个，把文档显示在屏幕上。
（2）服务器
万维网页面存储在服务器上。每当有客户请求到达时，对应的文档就发送给客户。为了提高效率，服务器通常在其高速缓存中存储被请求过的文档；对高速缓存进行访问要比磁盘快得多。通过多线程或多进程可使服务器的效率更加提高，服务器在同一时间可回答多个请求。
（3）统一资源定位符（URL）
客户要访问万维网页面就需要这个页面地址。为了方便地访问文档，HTTP协议使用统一资源定位符（URL）。URL是Internet上指定信息的标准。URL由4部分组成：协议、主机、端口和路径，如下图所示：
图9.2 URL
l 协议：协议指定了用这个URL的客户/服务器程序。例如，HTTP协议、FTP协议和TELNET协议等。
l 主机：主机指明了信息所存放的地址，可以是逻辑地址也可以是相应的域名。存放万维网页面的计算机通常使用以字符“WWW”开始的域名，但这不是强制性的。
l 端口：端口指定了使用主机的某个端口，端口是可选的。如果包含了端口，那么端口就插入在主机和路径之间，和主机用冒号分隔开。
l 路径：路径指定了文件存放的位置。路径本身可以包含斜线，用于将目录与子目录和文件分隔开。
2.万维网文档
万维网文档可分为3类：静态文档、动态文档和活动文档。这种分类是基于文档内容被确定的时间。
（1）静态文档
静态文档是固定内容的文档，它由服务器创建，并存储在服务器中。客户只能得到文档的一个副本。换言之，文件的内容是在文件被创建时就确定的，而不是在它被使用时。当然，在服务器中的内容是可以改变的，但用户不能改变它。当客户访问文档时，文档的一个副本就被发送出去。用户可以使用浏览程序显示这个文档，如下图所示：
图9.3 静态文档
（2）动态文档
动态文档是在浏览器请求该文档时才由万维网服务器创建出来。当请求到达时，万维网服务器就运行创建动态文档的应用程序。服务器返回这个程序或脚本的输出，把它作为对请求该文档的浏览器的响应。因为对每一个请求都创建出新的文档，因此每一个请求得到的动态文档的内容就会不同。
（3）活动文档
对于许多应用，需要程序能够在客户端运行，这就叫做活动文档。当浏览器请求活动文档时，服务器就发送这个文档的一个副本或脚本。然后这个文档就在客户（浏览器）端运行。
3.HTTP协议简介
HTTP（超文本传输协议）主要用于访问万维网上的数据。协议以普通文本、超文本、音频、视频等格式传输数据。之所以称为超文本协议，原因是在应用环境中，它可以快速的在文档之间跳转。HTTP在熟知端口80上使用TCP服务。
4.HTTP报文格式
HTTP报文有两种一般的类型：请求和响应。这两种类型的报文格式几乎是相同的。报文格式如下图所示：
图9.4 HTTP报文格式
5.HTTP方法
HTTP报文中的方法是客户端向服务器端发出的实际命令和请求。常用HTTP方法如下表所示：
表9.1 HTTP方法
6.HTTP状态码
在响应报文中，请求行被替换为状态行，由3位数字组成，表示请求是否被理解或被满足。HTTP协议的状态码如下表所示：
表9.2 HTTP状态码
四、【预习与准备】
预习有关HTTP协议的原理及其工作机制，准备好安装有Windows XP或Window 7系统的PC机一台，搭建好实验所需的网络拓扑结构一。
五、【实验内容】
各主机打开工具区的“拓扑验证工具”，选择相应的网络结构，配置网卡后，进行拓扑验证，如果通过拓扑验证，关闭工具继续进行实验，如果没有通过，请检查网络连接。
本练习一人一组，现仅以主机A为例，其它主机参考主机A的操作。
1. 主机A清空IE缓存。
2. 主机A启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取HTTP协议）。
3. 主机A启动IE浏览器，在“地址”框中输入http://服务器的ip/experiment，并连接，服务器IP默认为172.16.0.253。
4. 主机A停止捕获数据，分析捕获到的数据，并回答以下问题：
● 本练习使用HTTP协议的哪种方法？简述这种方法的作用。
get方法，作用：客户从服务器读取文档使用
● 简述TCP协议和HTTP协议之间的关系。
本练习一人一组，现仅以主机A为例，其它主机参考主机A的操作。
1. 主机A启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取HTTP协议）。
2.主机A启动IE浏览器，在“地址”框中输入“http://服务器的ip/experiment/post.html”，并连接，服务器IP默认为172.16.0.253。在返回页面中，填写“用户名”和“密码”，点击[确定]按钮。
3.主机A停止捕获数据，分析捕获到的数据，并回答以下问题：
● 本练习的提交过程使用HTTP协议的哪种方法？简述这种方法的作用。
Post方法，作用：客户给服务器提供信息时使用
● 此次通信分几个阶段？每个阶段完成什么工作？
2个阶段，分别完工页面的访问和页面的提交
练习3 获取页面信息
本练习一人一组，现仅以主机A为例，其它主机参考主机A的操作。
1. 主机A启动实验平台工具栏中的“TCP工具”。
2. 主机A启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取HTTP协议）。
3. 主机A在“TCP工具”上，选中“客户端”单选框，设置“IP地址”为服务器IP（172.16.0.253）；设置“端口”为80；单击[连接]按钮来和服务器建立连接。
4. 主机A在“TCP工具”上，设置“发送数据（文本）”为以下内容：
HEAD /experiment/ HTTP/1.1<CRLF>
Host: 172.16.0.253<CRLF>
<CRLF>
点击[发送]按钮。 （注：<CRLF>是回车换行）
点击[断开]按钮，断开TCP连接（由于不同http版本所遵循的规范不同，有些HTTP服务器不需要断开操作）。
5.主机A在“TCP工具”上的“显示数据（文本）”中察看服务器返回信息。
6. 主机A停止捕获数据，分析捕获到的数据。
练习4 较复杂的页面访问
本练习一人一组，现仅以主机A为例，其它主机参考主机A的操作。
1. 本练习中要求各主机设置DNS服务器地址（DNS服务器的IP地址即主控中心平台的IP地址），其IP地址以172.16.0.253为例。
2. 主机A使用“ipconfig /flushdns”命令清空DNS高速缓存。
3. 主机A启动协议分析器开始捕获数据并设置过滤条件（提取DNS、HTTP协议）。
4.主机A启动IE浏览器，在地址框中输入http://JServer.NetLab/complexpage.htm。
5. 主机A停止捕获数据，察看相关会话，分析捕获到的数据，并回答以下问题：
● 结合本次实验结果，简述浏览器是如何处理一个访问请求的。
用户在浏览器的地址栏输入web站点的URL,URL中的信息被浏览器提取出来打包到一个http请求报文中，然后传输给底层的传输层、网络层和链路层协议，该请求报文的运行web服务器软件的目标计算机接收，服务器处理该请求报文并且获取所需信息，然后创建一个http响应报文传输。这个响应应由客户端接收，浏览器解释，然后再显示给用户。
6. 恢复网络环境，将“首选DNS服务器”清空。
练习5 常用的网络协议分析工具的使用
（以Ethereal的使用为例）
1.安装Ethereal。
2.启动Ethereal，界面如下：
图9.8 Ethereal启动界面
最初的窗口中没有数据，因为还没有开始捕获数据包，首先来认识一下界面。
Ethereal主窗口有很多的GUI程序组成：
1) File(文件)：这个菜单包含：打开文件、合并文件、保存/打印/导出整个或部分捕获文件、退出。
2) Edit(编辑)这个菜单包括：查找包、时间参照、标记一个或多个包、设置参数、(剪切、复制、粘贴)。
3) View(查看)：这个菜单控制捕获数据的显示，包括：给定特定的一类包标以不同的颜色、字体缩放、在一个新窗口中显示一个包、展开&折叠详细信息面板的树状结构。
4) Go：这个菜单实现转到一个特定包。
5) Capture(捕获)：这个菜单实现开始、停止捕获，编辑捕获过滤条件的功能。
6) Analyze(分析)：这个菜单包含编辑显示过滤、enable(开)或disable(关)协议解码器、配置用户指定的解码方法、追踪一个TCP 流。
7) Statistics(统计)：该菜单完成统计功能。包括捕获的包的一个摘要、基于协议的包的数量等树状统计图等许多功能。
8) Help(帮助)这个菜单包含了一些对用户有用的信息。比如基本帮助、支持的协议列表、手册页、在线访问到网站等等。
3.使用Capture Options对话框。
要想获得一个跟踪记录，我们首先从Capture(捕获)菜单中选择“Capture Options”（捕获选项）,并用Capture Options对话框来指定跟踪记录的各个方面。
图9.9 Ethereal参数设置对话框
1）Interface（接口）
首先要选择合适的接口，也就是网卡，如何不选择合适的接口，可能捕获不到数据包。
上图中黄色框1，这个字段指定在哪个接口进行捕获。这是一个下拉字段，只能从中选择Ethereal 识别出来的接口，要想捕获到数据，首先要选择正确的适配器（网卡），如果一台机器同时拥有以太网网卡和无线网络网卡，你必须选择其中一个进行监测。
2）IP address(IP 地址)
所选接口卡的IP 地址。如果不能解析出IP 地址，则显示"unknown"。
3）Link-layer header type(链路层头类型)
除非你在极个别的情况下可能用到这个字段，大多数情况下保持默认值。
4）Buffer size: n megabyte(s) (缓冲区大小：n 兆)
输入捕获时使用的buffer 的大小。这是核心buffer 的大小，捕获的数据首先保存在这里，直到写入磁盘。如果遇到包丢失的情况，增加这个值可能解决问题。
本实验中保持默认值。
5） Capture packets in promiscuous mode (在混杂模式捕获包，绿色框2)
这个选项允许设置是否将网卡设置在混杂模式。如果不指定，Ethereal 仅仅捕获那些进入你的计算机的或送出你的计算机的包。(而不是LAN 网段上的所有包)。
要想把网络接口设置为混杂模式，需要对这台计算机具有管理员特权。
可以选。
6）Limit each packet to n bytes (限制每一个包为n 字节)
这个字段设置每一个数据包的最大捕获的数据量。有时称作snaplen 。如果disable 这个选项默认是65535, 对于大多数协议来讲中够了。
本实验中保持默认值。
7） Capture Filter(捕获过滤，蓝色框3)
这个字段指定一个捕获过滤。 “在捕获时进行过滤”部分进行讨论。默认是空的，即没过滤。也可以点击标为Capture Filter 的按钮, Ethereal 将弹出Capture Filters(捕获过滤)对话框，来建立或者选择一个过滤。
例如，你可以用下面的过滤器来捕获那些只从IP地址192.168.0.1发出和发往它的分组：host 192.168.0.1。Ethereal过滤器功能很强，但是需要学习一种简单的过滤语言。
本实验中保持默认值，暂时不需设置。
8）Capture File（捕获文件，紫色框4）
可以指定将捕获的分组直接保存在一个文件中，而不是在内存中。选择一个合适的文件夹，将捕获的信息存入。
9）Use Multiple Files（使用多个文件，枚红色框5）
使用这个选项，分组可以被写入多个文件。这些控制对于捕获较大较长的跟踪记录是很重要的。
本实验中保持默认值。
10）Stop Capture（停止捕获）
可以设定一些停止捕获的选项，自动停止捕获。
本实验中保持默认值。
11）Name Resolution（名字解析，黑色框7）
在任何可能的情况下，可以要求Ethereal把分中不同的数字翻译成为人们易读的名字。如：启用MAC地址转换，Ethereal会将一部分地址转化为厂商的名称。如启用网络地址转换，Ethereal会试图将一个网络地址（201.100.1.9的IP地址）转化为一个主机名，如www.foo.com。
本实验中保持默认值。
12）Update list of packets in real time （实时更新分组列表，红色框6）
每个新的分组都会被添加到主窗口中的分组列表中去。
勾选。
4.开始捕获数据包。
上述的各项选择好后，点击“start”开始捕获数据包，下图为捕获时的情形。
图9.10 Ethereal捕获窗口
5.停止捕获。
大约等一段时间后（30-60秒），点击“stop”按钮，停止捕获后，会弹出下面的窗体，显示了刚才捕获到的包。
图9.11 Ethereal捕获数据包
6.抓包体验：
1）运行Ethereal 截获报文，为了只截获和实验内容有关的报文，将Ethereal 的Captrue Filter 设置为“Not Broadcast and not Multicast”；
2）在“运行”对话框中输入命令“Ping 相邻主机IP”，单击“确定”按钮；
3）停止截获报文：并对截获的报文进行分析。
4）重新运行Ethereal 截获一个广播报文。 (提示：如何截获广播报文？要关掉过滤器；先执行 arp –d命令清空arp缓存，可以用arp –a命令查看arp缓存是否清空了；再向邻居站点发消息，比如ping对方就可以看到arp的请求广播。)