2 网页前端基础

• HTTP
• 2.1 HTTP请求方式与过程
• 1 请求方法
• 2. 请求（request）与响应（response）
• Request
• Response

• 1.HTTP状态码种类
• 2. 常见HTTP状态码

• 1. HTTP头部类型
• 2 常用的字段

• 1. Cookie机制
• 2. Cookie的存储方式
• 3. Cookie的实现过程

• 1. socket协议类型
• 2. socket函数

• 1. 服务器端TCP连接
• 2. 客户端TCP连接

• 1. 服务器端UDP连接
• 2. 客户端UDP连接

HTTP

2.1 HTTP请求方式与过程

爬虫在爬取数据时将会作为客户端模拟整个HTTP通信过程，该过程也需要通过HTTP协议实现。HTTP请求过程如下。
由HTTP客户端向服务器发起一个请求，创建一个到服务器指定端口（默认是80端口）的TCP连接。
HTTP服务器从该端口监听客户端的请求。
一旦收到请求，服务器会向客户端返回一个状态，比如“HTTP/1.1 200 OK”，以及返回的响应内容，如请求的文件、错误消息、或其它信息。

1 请求方法

在HTTP/1.1协议中共定义了8种方法（也叫“动作”）来以不同方式操作指定的资源，常用方法有GET、HEAD、POST等。

直接可以获取到网页的源代码，一般使用GET方法

需要通过客户端向服务器传输数据时，需要用到POST方法

2. 请求（request）与响应（response）

HTTP协议采用了请求／响应模型。

• 客户端向服务器发送一个请求报文，请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。
• 服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、响应状态、服务器信息、响应头部和响应数据。

客户端与服务器间的请求与响应的具体步骤如下。

• 连接Web服务器：由一个HTTP客户端发起连接，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。
• 发送HTTP请求：客户端经TCP套接字向Web服务器发送一个文本的请求报文。
  服务器接受请求并返回HTTP响应：Web服务器解析请求，定位该次的请求资源。之后将资源复本写至TCP套接字，由客户端进行读取。
• 释放连接TCP连接：若连接的connection模式为close，则由服务器主动关闭TCP连接，客户端将被动关闭连接，释放TCP连接；若connection模式为keepalive，则该连接会保持一段时间。
• 客户端解析HTML内容：客户端首先会对状态行进行解析，之后解析每一个响应头，最后读取响应数据。

Request

请求方式：主要有GET、POST两种类型，另外还有HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS等。
请求URL：URL全称统一资源定位符，如一个网页文档、一张图片、一个视频等都可以用URL唯一确定。
请求头：包含请求时的头部信息，如User-Agent、Host、Cookies等信息。
请求体：请求时额外携带的数据，如表单提交时的表单数据

Response

响应状态：有多种响应状态，如200代表成功、301跳转、404找不到页面、502服务器错误
响应头：如内容类型、内容长度、服务器信息、设置Cookie等等。
响应体：最主要的部分，包含了请求资源的内容，如网页HTML、图片二进制数据等。

2.2 常见HTTP状态码

1.HTTP状态码种类

HTTP状态码是用来表示网页服务器响应状态的3位数字代码，按首位数字分为5类状态码。

2. 常见HTTP状态码

2.3 HTTP头部信息

HTTP头部信息（HTTP header fields）是指在超文本传输协议（HTTP）的请求和响应消息中的消息头部分。头部信息定义了一个超文本传输协议事务中的操作参数。在爬虫中需要使用头部信息向服务器发送模拟信息，通过发送模拟的头部信息将自己伪装成一般的客户端。

1. HTTP头部类型

HTTP头部类型按用途可分为：

通用头，请求头，响应头，实体头

。
通用头：既适用于客户端的请求头，也适用于服务端的响应头。与HTTP消息体内最终传输的数据是无关的，只适用于要发送的消息。
请求头：提供更为精确的描述信息，其对象为所请求的资源或请求本身。新版HTTP增加的请求头不能在更低版本的HTTP中使用，但服务器和客户端若都能对相关头进行处理，则可以在请求中使用。
响应头：为响应消息提供了更多信息。例如，关于资源位置的描述Location字段，以及关于服务器本身的描述使用Server字段等。与请求头类似，新版增加的响应头也不能在更低版本的HTTP版本中使用。
实体头：提供了关于消息体的描述。如消息体的长度Content-Length，消息体的MIME类型Content-Type。新版的实体头可以在更低版本的HTTP版本中使用。

2 常用的字段

2.4 Cookie

HTTP是一种无状态的协议，客户端与服务器建立连接并传输数据，在数据传输完成后，本次的连接将会关闭，并不会留存相关记录。
服务器无法依据连接来跟踪会话，也无法从连接上知晓用户的历史操作。这严重阻碍了基于Web应用程序的交互，也影响用户的交互体验。
某些网站需要用户登录才进一步操作，用户在输入账号密码登录后，才能浏览页面。对于服务器而言，由于HTTP的

无状态性

，服务器并不知道用户有没有登录过，当用户退出当前页面访问其他页面时，又需重新再次输入账号及密码。

1. Cookie机制

为解决HTTP的无状态性带来的负面作用，Cookie机制应运而生。Cookie本质上是一段文本信息。
当客户端请求服务器时，若服务器需要记录用户状态，就在响应用户请求时发送一段Cookie信息。
客户端浏览器会保存该Cookie信息，当用户再次访问该网站时，浏览器会把Cookie做为请求信息的一部分提交给服务器。
服务器对Cookie进行验证，以此来判断用户状态，当且仅当该Cookie合法且未过期时，用户才可直接登录网站。

2. Cookie的存储方式

Cookie由用户客户端浏览器进行保存，按其存储位置可分为

内存式存储

和

硬盘式存储

。
内存式存储将Cookie保存在内存中，在

浏览器关闭后就会消失，由于其存储时间较短

，因此也被称为非持久Cookie或会话Cookie。
硬盘式存储将Cookie保存在硬盘中，其

不会随浏览器的关闭而消失，除非用户手工清理或到了过期时间

。由于硬盘式Cookie存储时间是长期的，因此也被称为持久Cookie。

3. Cookie的实现过程

客户端与服务器间的Cookie实现过程的具体步骤如下。

• 客户端请求服务器：客户端请求网站页面
  服务器响应请求：Cookie是一种字符串，为key=value形式，服务器需要记录这个客户端请求的状态，在响应头中增加一个Set-Cookie字段。
• 客户端再次请求服务器：
  客户端会对服务器响应的Set-Cookie头信息进行存储。
  当再次请求时，将会在请求头中包含服务器响应的Cookie信息。

Socket

2.5 Python网络编程Socket库

• 套接字（socket）
  网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。
  套接字是socket的通常叫法，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。
  Python中Socket库为操作系统的socket实现提供了一个Python接口。

1. socket协议类型

2. socket函数

• 服务器端Socket函数：socket库中的服务器端函数仅供服务器使用。
  
• 客户端Socket函数：socket库中的客户端函数仅供客户端使用。
• 公共Socket函数：socket库中的公共函数即可在服务器端使用也可在客户端使用，为通用函数。

2.6 使用Socket进行TCP编程

TCP连接由客户端发起，服务器对连接进行响应。
建立一个服务器，服务器进程需要绑定一个端口并监听来自其他客户端的连接。
若有客户端发起连接请求，服务器就与该客户端建立Socket连接，随后的通信就通过此Socket连接进行。
服务器依赖服务器地址，服务器端口，客户端地址，客户端端口这4项来唯一确定一个Socket连接。

1. 服务器端TCP连接

建立服务器端的TCP连接，具体步骤如下。
在Python中创建一个基于IPv4和TCP协议的Socket。
绑定监听的地址和端口，地址使用本机地址“127.0.0.1”或“local host”，使用大于1024的端口。
调用listen方法开始监听端口，传入的参数指定等待连接的最大数量，设定为5。
创建一个tcp函数，该函数在连接建立后，服务器端首先发出一条表示连接成功的消息，然后等待客户端数据，再加上欢迎信息发送给客户端。若客户端发送exit字符串，则直接关闭连接。
通过一个循环接受来自客户端的连接，使用accept函数等待并返回一个客户端的连接，每个连接都分配一个新线程来处理。

2. 客户端TCP连接

在服务器端TCP连接建立后，建立客户端TCP连接进行测试，具体步骤如下。
与服务器端的协议保持一致，也建立一个基于IPv4和TCP协议的Socket。
与服务器端建立连接，连接的地址与端口需与服务器端保持一致。
使用recv函数接受服务器提示信息，之后再使用send函数发送数据至服务器，可看到服务器返回的结果。

2.7 使用Socket进行UDP编程

TCP建立的连接可靠，通信双方以流的形式互相传送数据。相对TCP协议，UDP则是面向无连接的协议。
使用UDP协议时，无需建立连接的过程，仅需知道对方的IP地址及端口号，便可直接发送数据包，但无法保证能顺利传达到。
虽然用UDP传输数据不可靠，但其传输速度比TCP快，对于不要求可靠到达的数据，就可以使用UDP协议。
UDP传输通常应用在通讯实时性要求更高于可靠性场景，例如网络游戏。

1. 服务器端UDP连接

UDP连接与TCP连接类似，也分为服务器端和客户端，不同的是UDP连接无需调用listen方法，直接接受来自任何客户端的数据。
建立UDP连接，服务器端同样需要绑定地址与端口。
使用recvfrom方法返回数据及客户端的地址与端口。
当服务器收到数据后，直接调用sendto把数据用UDP发给客户端。

2. 客户端UDP连接

客户端使用UDP连接时同样需要先创建socket。
之后无需使用connect方法，直接用sendto方法发送数据至服务器建立UDP连接，服务器端同样需要绑定地址与端口。
UDP连接与TCP连接可同时使用同一端口互不冲突，两者使用的端口是独立绑定的。