HTTP 協(xié)議與網(wǎng)站基本開(kāi)發(fā)流程

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了 Web 開(kāi)發(fā)中必備的一些 HTML/CSS/JS 這一節(jié)中我們會(huì)繼續(xù)介紹下 Web 開(kāi)發(fā)中的一些基礎(chǔ)知識(shí)，包括常用術(shù)語(yǔ)、HTTP 協(xié)議、 URL 的組成部分，以及網(wǎng)站運(yùn)行原理和開(kāi)發(fā)的流程。只有理解了這些基礎(chǔ)知識(shí)，才能繼續(xù)后續(xù)的 Django 學(xué)習(xí)。

1. Web 服務(wù)中的常用術(shù)語(yǔ)

在正式開(kāi)始 Django 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)之前，我們需要掌握一些 Web 開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)。Web 服務(wù)和網(wǎng)站在某種程度上是等價(jià)的，因此后面描述時(shí)并不區(qū)分這兩個(gè)概念。

• 客戶(hù)端：用戶(hù)主機(jī)上運(yùn)行并連接到互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序，一般而言是指瀏覽器。用戶(hù)通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)站的數(shù)據(jù)交互；

• 服務(wù)：服務(wù)主要接受和處理來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的請(qǐng)求。服務(wù)一般部署在某臺(tái)主機(jī)上，監(jiān)聽(tīng)某個(gè)端口，等待用戶(hù)請(qǐng)求；

• 域名：用于標(biāo)識(shí)一個(gè)或者多個(gè) IP 地址；

• IP：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址?；ヂ?lián)網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一個(gè) IP 地址，用于識(shí)別和通信。IP 地址由 4 組數(shù)組組成，以小數(shù)點(diǎn)分割，這些被稱(chēng)為邏輯地址；

• DNS：域名系統(tǒng)服務(wù)，主要用于網(wǎng)絡(luò)域名與 IP 地址的相互轉(zhuǎn)換；

• ISP：互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商；

• TCP/IP：傳輸控制協(xié)議 / 網(wǎng)際協(xié)議，是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)使用的主要通信協(xié)議。

除了上述基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)之外，我們還有兩個(gè)非常重要的知識(shí)點(diǎn)需要掌握，分別是 HTTP 協(xié)議和 URL 的組成。

1.1 HTTP 協(xié)議

HTTP 協(xié)議，即超文本傳輸協(xié)議，是一個(gè)客戶(hù)端終端（用戶(hù)）和服務(wù)器端（網(wǎng)站）請(qǐng)求和應(yīng)答的標(biāo)準(zhǔn)。這也是 Web 開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。因?yàn)榇蟛糠志W(wǎng)站或者 Web 服務(wù)的前后端交互幾乎都是走 HTTP 請(qǐng)求。HTTP 協(xié)議定義 Web 客戶(hù)端如何從 Web 服務(wù)器請(qǐng)求 Web 頁(yè)面，以及服務(wù)器如何把 Web 頁(yè)面?zhèn)魉徒o客戶(hù)端。

HTTP 協(xié)議采用了請(qǐng)求 / 響應(yīng)模型?？蛻?hù)端向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求報(bào)文，請(qǐng)求報(bào)文包含請(qǐng)求的方法、URL、協(xié)議版本、請(qǐng)求頭部和請(qǐng)求數(shù)據(jù)。服務(wù)器以一個(gè)狀態(tài)行作為響應(yīng)，響應(yīng)的內(nèi)容包括協(xié)議的版本、成功或者錯(cuò)誤代碼、服務(wù)器信息、響應(yīng)頭部和響應(yīng)數(shù)據(jù)。

HTTP 協(xié)議有如下特點(diǎn)：

• 簡(jiǎn)單快速：客戶(hù)向服務(wù)器請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，只需傳送請(qǐng)求方法和路徑。由于 HTTP 協(xié)議簡(jiǎn)單，使得 HTTP 服務(wù)器的程序規(guī)模小，因而通信速度很快；

• 靈活：HTTP 允許傳輸任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)對(duì)象；

• 無(wú)連接：無(wú)連接的含義是限制每次連接只處理一個(gè)請(qǐng)求。服務(wù)器處理完客戶(hù)的請(qǐng)求，并收到客戶(hù)的應(yīng)答后，即斷開(kāi)連接。采用這種方式可以節(jié)省傳輸時(shí)間；

• 無(wú)狀態(tài)：HTTP 協(xié)議是無(wú)狀態(tài)協(xié)議。無(wú)狀態(tài)是指協(xié)議對(duì)于事務(wù)處理沒(méi)有記憶能力。缺少狀態(tài)意味著如果后續(xù)處理需要前面的信息，則它必須重傳，這樣可能導(dǎo)致每次連接傳送的數(shù)據(jù)量增大。另一方面，在服務(wù)器不需要先前信息時(shí)它的應(yīng)答就較快。

1.1.1 HTTP 常見(jiàn)請(qǐng)求

在 HTTP/1.1 協(xié)議中共定義了八種方法（也叫 “動(dòng)作”）來(lái)以不同方式操作指定的資源，目前我們比較常見(jiàn)和常用的有以下四個(gè)：

• GET 請(qǐng)求：向指定的資源發(fā)出 “顯示 “請(qǐng)求。使用 GET 方法應(yīng)該只用在讀取數(shù)據(jù)，而不應(yīng)當(dāng)被用于產(chǎn)生 “副作用” 的操作中。一般在瀏覽器中直接敲擊 URL 并按回車(chē)鍵是執(zhí)行的 GET 請(qǐng)求；

• POST 請(qǐng)求：向指定資源提交數(shù)據(jù)進(jìn)行處理請(qǐng)求（例如提交表單或者上傳文件）。數(shù)據(jù)被包含在請(qǐng)求體中。POST 請(qǐng)求可能會(huì)導(dǎo)致新的資源的建立和 / 或已有資源的修改；

• PUT 請(qǐng)求：從客戶(hù)端向服務(wù)器傳送的數(shù)據(jù)取代指定的文檔的內(nèi)容；

• DELETE 請(qǐng)求：請(qǐng)求服務(wù)器刪除指定的頁(yè)面。

這四種請(qǐng)求和數(shù)據(jù)的增刪改查（CRUD） 可以看成是相對(duì)應(yīng)的，一般在設(shè)計(jì) URL 接口時(shí)，也會(huì)默認(rèn)使用這樣特性，讓 GET 請(qǐng)求對(duì)應(yīng)查詢(xún)數(shù)據(jù)、POST 請(qǐng)求對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的新增等等，這樣的接口設(shè)計(jì)出來(lái)才會(huì)具備良好的 Restful 風(fēng)格。

1.1.2 HTTP 狀態(tài)碼

HTTP 請(qǐng)求通常會(huì)返回一個(gè)狀態(tài)碼，常見(jiàn)的 HTTP 狀態(tài)碼有：

• 2xx：正確類(lèi)。表示用戶(hù)請(qǐng)求被正確接收、理解和處理；

  • 200 - 請(qǐng)求成功；

• 3xx：重定向類(lèi)。表示沒(méi)有請(qǐng)求成功，必須采取進(jìn)一步的動(dòng)作；

  • 301 - 資源（網(wǎng)頁(yè)等）被永久轉(zhuǎn)移到其它 URL；

  • 302 - 資源臨時(shí)移動(dòng)，資源只是臨時(shí)被移動(dòng)，客戶(hù)端應(yīng)繼續(xù)使用原有 URI ；

• 4xx：客戶(hù)端錯(cuò)誤。表示客戶(hù)端提交的請(qǐng)求包含語(yǔ)法錯(cuò)誤或不能正確執(zhí)行；

  • 400 - 往往是 Bad Request 錯(cuò)誤。是指請(qǐng)求的方法不對(duì)；

  • 401 - 用戶(hù)沒(méi)有訪問(wèn)權(quán)限，需要進(jìn)行身份認(rèn)證；

  • 403 - 禁止訪問(wèn)；

  • 404 - 資源不存在，Not Found 錯(cuò)誤；

• 5xx：服務(wù)端錯(cuò)誤。一般是說(shuō)明服務(wù)器出現(xiàn)了問(wèn)題；

  • 503 - 服務(wù)端錯(cuò)誤，一般是服務(wù)器內(nèi)部處理異常。

實(shí)操： 用 curl 命令模擬發(fā)送 HTTP 請(qǐng)求。

[root@server ~]# curl -I -XGET http://www.baidu.com/index.html
HTTP/1.1 200 OK
Accept-Ranges: bytes
Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform
Connection: keep-alive
Content-Length: 2381
Content-Type: text/html
Date: Sun, 08 Mar 2020 14:36:01 GMT
Etag: "588604c8-94d"
Last-Modified: Mon, 23 Jan 2017 13:27:36 GMT
Pragma: no-cache
Server: bfe/1.0.8.18
Set-Cookie: BDORZ=27315; max-age=86400; domain=.baidu.com; path=/

1.2 URL 介紹

URL 的中文名稱(chēng)為統(tǒng)一資源定位符。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它就是一個(gè)地址，是我們請(qǐng)求互聯(lián)網(wǎng)上某一個(gè)資源地址或者某一個(gè)服務(wù)接口的完整路徑。我們找一個(gè)網(wǎng)站的實(shí)際 URL 例子，來(lái)說(shuō)明下完整 URL 的組成部分：

這個(gè)慕課網(wǎng)上的完整的 URL 地址為： https://coding.imooc.com/class/evaluation/393.html?page=5#Log。URL 的格式如下：

schema://host[:port]/path…/[?query-string]#fragment

• schema：表示協(xié)議，常見(jiàn)的有 http/https 協(xié)議，還有 ftp 協(xié)議，ws/wss 協(xié)議（websocket）等等；

• host：域名或者直接是 IP 地址。本例子使用的是慕課網(wǎng)的一個(gè)子域名：coding.imooc.com；

• port：不寫(xiě)會(huì)使用默認(rèn)端口，非默認(rèn)地址一定要寫(xiě)明端口號(hào)。本例中使用默認(rèn)端口 443；

• path：資源地址，會(huì)有多個(gè) / 表示路徑層級(jí)。本例中的路徑為 /class/evaluation/393.html；

• query-string：如果 URL 帶參數(shù)，放到 ? 之后， # 號(hào)之前，使用 key=value 形式，多個(gè)參數(shù)之間使用 & 進(jìn)行連接。本例中的參數(shù)是 ?page=5；

• 錨點(diǎn)：或稱(chēng)片段（fragment），HTTP 請(qǐng)求不包括錨部分，從 # 開(kāi)始到最后，都是錨部分。本例中的錨部分是 Log。錨部分不是一個(gè) URL 必須的部分。

2. 網(wǎng)站運(yùn)行原理

在了解上面這些基本術(shù)語(yǔ)后，我們介紹下當(dāng)在瀏覽器中敲下 www.baidu.com 這個(gè) URL，到百度返回給我們搜索首頁(yè)，這個(gè)過(guò)程中究竟發(fā)生了哪些事情？

• 解析輸入 URL 中包含的信息，比如 HTTP 協(xié)議和域名 （baidu.com）；

• 客戶(hù)端先檢查本地是否有對(duì)應(yīng)的 IP 地址，若找到則返回響應(yīng)的 IP 地址。若沒(méi)找到則請(qǐng)求在 ISP 的 DNS 服務(wù)器上。如果還沒(méi)找到，則請(qǐng)求會(huì)被發(fā)向根域名服務(wù)器，直到找到對(duì)應(yīng)的 IP 地址；

• 瀏覽器在 DNS 服務(wù)器中找到對(duì)應(yīng)域名的 IP 地址，然后結(jié)合 URL 中的端口（沒(méi)有指明端口則使用默認(rèn)端口，HTTP 協(xié)議的默認(rèn)端口是 80，HTTPS 的默認(rèn)端口是 443） 組成新的請(qǐng)求 URL，并與百度的 Web 服務(wù)建立 TCP 連接；

• 瀏覽器根據(jù)用戶(hù)操作向百度的 Web 服務(wù)器發(fā)送 HTTP 請(qǐng)求；

• Web 服務(wù)器接收到該請(qǐng)求后會(huì)根據(jù)請(qǐng)求的路徑查找對(duì)應(yīng)的 Web 資源并返回；

• 最后客戶(hù)端瀏覽器將這些返回的 Web 信息 （包括圖片、HTML 靜態(tài)頁(yè)面，JS 等）組織成用戶(hù)可以查看的網(wǎng)頁(yè)形式，最后就得到了我們熟悉的那個(gè) 百度一下，你就知道 的搜索主頁(yè)了。

3. 網(wǎng)站開(kāi)發(fā)的基本流程

技術(shù)發(fā)展至今，隨著各類(lèi) Web 框架的出現(xiàn)，一周甚至幾天上線(xiàn)一個(gè)網(wǎng)站已經(jīng)不再是夢(mèng)。但是想要做好一個(gè)大型網(wǎng)站，同樣是不容易的?，F(xiàn)在來(lái)談一下正規(guī)公司的網(wǎng)站，也即 Web 服務(wù)開(kāi)發(fā)的一個(gè)大致流程，基本如下：

• 項(xiàng)目需求分析：產(chǎn)品經(jīng)理在拿到項(xiàng)目之后，需要和架構(gòu)師一起進(jìn)行需求分析、架構(gòu)的設(shè)計(jì)，這一步非常重要，沒(méi)有理清需求，后面只會(huì)越做越亂；沒(méi)有好的架構(gòu)設(shè)計(jì)，后續(xù)上線(xiàn)后會(huì)面臨各種嚴(yán)重問(wèn)題，比如沒(méi)有使用主備數(shù)據(jù)庫(kù)模式，可能存在數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)等到。此外，一個(gè)正規(guī)的網(wǎng)站都需要有自己的域名，一定數(shù)量的服務(wù)主機(jī)等到，這些都是事先規(guī)劃好的。當(dāng)然，也要求網(wǎng)站架構(gòu)能支持后端服務(wù)的水平擴(kuò)展；

• 規(guī)劃網(wǎng)站頁(yè)面并設(shè)計(jì)網(wǎng)站草圖：這一步最好有一個(gè)美工團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)。美工出圖，程序員負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)；

• 網(wǎng)站開(kāi)發(fā)階段：如果架構(gòu)是前后端分離，那么前端和后端服務(wù)可以同時(shí)開(kāi)工，兩不耽誤。往往有了清晰的需求后，代碼實(shí)現(xiàn)起來(lái)是比較快速的；

• 測(cè)試和上線(xiàn)：正常情況下，開(kāi)發(fā)完成之后會(huì)有一個(gè)測(cè)試團(tuán)隊(duì)對(duì)網(wǎng)站各方面功能進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，然后將 bug 單交給開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)返工。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)修改完后，繼續(xù)由測(cè)試團(tuán)隊(duì)進(jìn)行測(cè)試，如此循環(huán)直到問(wèn)題被掃平，便可以正式部署和上線(xiàn)；

• 最后便是網(wǎng)站的維護(hù)和推廣：網(wǎng)站上線(xiàn)后也會(huì)遇到很多問(wèn)題，比如競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的惡意 DDOS 攻擊，網(wǎng)站被人掛馬、釣魚(yú)以及用戶(hù)訪問(wèn)量過(guò)大后導(dǎo)致服務(wù)癱瘓等等，此時(shí)需要運(yùn)維人員定期檢查網(wǎng)站運(yùn)行狀態(tài)，保證線(xiàn)上環(huán)境的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也需要對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行 SEO 和推廣吸引客流。

4. 小結(jié)

今天我們介紹了 Web 編程的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，重點(diǎn)介紹了 HTTP 協(xié)議和 URL。接下來(lái)，我們介紹了網(wǎng)站的一個(gè)運(yùn)行原理和開(kāi)發(fā)的基本流程，有了這些知識(shí)儲(chǔ)備后，我們就可以正式開(kāi)始學(xué)習(xí) Django 了。