Что такое HTTP и зачем он нужен

Каждый раз, когда вы включаете компьютер и заходите почитать статьи о программировании, браузер посылает куда-то какие-то запросы. Он делает это беспрерывно, пока вы сидите в интернете. Что это за запросы и зачем они нужны? Давайте разбираться.

Что такое HTTP

HTTP означает «протокол передачи гипертекста» (или HyperText Transfer Protocol). Он представляет собой список правил, по которым компьютеры обмениваются данными в интернете. HTTP умеет передавать все возможные форматы файлов — например, видео, аудио, текст. Но при этом состоит только из текста.

Например, когда вы вписываете в строке браузера www.skillbox.ru, он составляет запрос и отправляет его на сервер, чтобы получить HTML-страницу сайта. Когда сервер обрабатывает запрос, то он отправляет ответ, в котором написано, что всё «ок» и вот вам сайт.

Протокол HTTP используют ещё с 1992 года. Он очень простой, но при этом довольно функциональный. А ещё HTTP находится на самой вершине модели OSI (на прикладном уровне), где приложения обмениваются друг с другом данными. А работает HTTP с помощью протоколов TCP/IP и использует их, чтобы передавать данные.

Кроме HTTP в интернете работает ещё протокол HTTPS. Аббревиатура расшифровывается как «защищённый протокол передачи гипертекста» (или HyperText Transfer Protocol Secure). Он нужен для безопасной передачи данных по Сети. Всё происходит по тем же принципам, как и у HTTP, правда, перед отправкой данные дополнительно шифруются, а затем расшифровываются на сервере.

Например, HTTPS используют во время ввода данных банковской карты или паролей на сайтах — да и в целом большинство современных сайтов используют именно его.

Из чего состоит HTTP

HTTP состоит из двух элементов: клиента и сервера. Клиент отправляет запросы и ждёт данные от сервера. А сервер ждёт, пока ему придёт очередной запрос, обрабатывает его и возвращает ответ клиенту.

Обычно эта связь между клиентом и сервером имеет посредников в виде прокси-серверов. Они нужны для разных операций — например, для безопасности и конфиденциальности, кэширования или распределения нагрузки на серверы.

Поэтому типичная процедура отправки HTTP-запроса от клиента выглядит так:

Клиентом может быть любое устройство, через которое пользователь запрашивает данные. Часто в роли клиента выступает веб-браузер, программы для отладки приложений или даже командная строка. Главная особенность клиента — он всегда инициирует запрос.

Сервер — это устройство, которое обрабатывает запросы клиента. Он может состоять как из одного компьютера, так и из кластера. А ещё несколько виртуальных серверов могут находиться на одной физической машине.

Прокси-серверы — это второстепенные серверы, которые располагаются между клиентом и главным сервером. Они обрабатывают HTTP-запросы, а также ответы на них. Чаще всего прокси-серверы используют для кэширования и сжатия данных, обхода ограничений и анонимных запросов. И ещё — обычно между клиентом и основным сервером находится один или несколько таких прокси-серверов.

Как HTTP-протокол работает

Весь процесс передачи HTTP-запроса можно разбить на пять шагов. Давайте разберём их подробнее.

Шаг первый — вписываем URL в браузер

Чтобы отправить HTTP-запрос, нужно использовать URL-адрес — это «унифицированный указатель ресурса» (или Uniform Resource Locator). Он указывает браузеру, что нужно использовать HTTP-протокол, а затем получить файл с этого адреса обратно. Обычно URL-адреса начинаются с http:// или https:// (зависит от версии протокола).

Например, http://www.skillbox.ru — это URL-адрес. Он представляет собой главную страницу Skillbox. Но также в URL-адресе могут быть и поддомены — http://www.skillbox.ru/media. Теперь мы запросили главную страницу Skillbox Media.

Шаг второй — браузер находит IP-адрес

Для пользователей URL-адрес — это набор понятных слов: Skillbox, Yandex, Google. Но для компьютера эти понятные нам слова — набор непонятных символов.

Поэтому браузер отправляет введённые вами слова в DNS, преобразователь URL-адресов в IP-адреса. DNS расшифровывается как «доменная система имён» (Domain Name System), и его можно представить как огромную таблицу со всеми зарегистрированными именами для сайтов и их IP-адресами.

Шаг третий — браузер отправляет HTTP-запрос

DNS возвращает браузеру IP-адрес, с которым тот уже умеет работать. Теперь браузер начинает составлять HTTP-запрос с вложенным в него IP-адресом.

Сам HTTP-запрос может выглядеть так:

Здесь четыре элемента: метод — «GET», URI — «/», версия HTTP — «1.1» и адрес хоста — «www.skillbox.ru». Давайте разберём каждый из них подробнее.

Метод — это действие, которое клиент ждёт от сервера. Например, отправить ему HTML-страницу сайта или скачать документ. Протокол HTTP не ограничивает количество разных методов, но программисты договорились между собой использовать только три основных:

• GET — чтобы получить данные с сервера. Например, видео с YouTube или мем с Reddit.
• POST — чтобы отправить данные на сервер. Например, сообщение в Telegram или новый трек в SoundCloud.
• HEAD — чтобы получить только метаданные об HTML-странице сайта. Это те данные, которые находятся в <head>-теге HTML-файла.

URI расшифровывается как «унифицированный идентификатор ресурса» (или Uniform Resource Identifier) — это полный адрес сайта в Сети. Он состоит из двух частей: URL и URN. Первое — это адрес хоста. Например, www.skillbox.ru или www.vk.com. Второе — это то, что ставится после URL и символа / — например, для URI www.skillbox.ru/media URN-адресом будет /media. URN ещё можно назвать адресом до конкретного файла на сайте.

Версия HTTP указывает, какую версию HTTP браузер использует при отправке запроса. Если её не указывать, по умолчанию будет стоять версия 1.1. Она нужна, чтобы сервер вернул HTTP-ответ с той же версией HTTP-протокола и не создал ошибок с чтением у клиента.

Адрес хоста нужен, чтобы указать, с какого сайта клиент пытается получить данные. Адрес указывают в виде домена, но он сразу же меняется на IP-адрес перед отправкой запроса с помощью DNS.

Шаг четвёртый — сервер отдаёт HTTP-ответ

После получения и обработки HTTP-запроса сервер создаёт ответ и отправляет его обратно клиенту. В нём содержатся дополнительная информация (метаданные) и запрашиваемые данные.

Простой HTTP-ответ выглядит так:

Здесь три главные части: статус ответа — HTTP/1.1 200 OK, заголовки Content-Type и Content-Length и тело ответа — HTML-код. Рассмотрим их подробнее.

Статус ответа содержит версию HTTP-протокола, который клиент указал в HTTP-запросе. А после неё идёт код статуса ответа — 200, что означает успешное получение данных. Затем — словесное описание статуса ответа: «ок».

Всего статусов в спецификации HTTP 1.1 — 40. Вот самые популярные из них:

• 200 OK — данные успешно получены;
• 201 Created — значит, что запрос успешный, а данные созданы. Его используют, чтобы подтверждать успех запросов PUT или POST;
• 300 Moved Permanently — указывает, что URL-адрес изменили навсегда;
• 400 Bad Request — означает неверно сформированный запрос. Обычно это случается в связке с запросами POST и PUT, когда данные не прошли проверку или представлены в неправильном формате;
• 401 Unauthorized — нужно выполнить аутентификацию перед тем, как запрашивать доступ к ресурсу;
• 404 Not Found — значит, что не удалось найти запрашиваемый ресурс;
• 405 Forbidden — говорит, что указанный метод HTTP не поддерживается для запрашиваемого ресурса;
• 409 Conflict — произошёл конфликт. Например, когда клиент хочет создать дважды данные с помощью запроса PUT;
• 500 Internal Server Error — означает ошибку со стороны сервера.

Заголовки помогают браузеру разобраться с полученными данными и представить их в правильном виде. Например, заголовок Content-Type сообщает, какой формат файла пришёл и какие у него дополнительные параметры, а Content-Length — сколько места в байтах занимает этот файл.

Тело ответа содержит в себе сам файл. Например, сервер может вернуть код HTML-документа или отправить JPEG-картинку.

Шаг пятый — браузер отображает веб-страницу

Как только браузер получил ответ с веб-страницей, он отображает её с помощью внутреннего движка. И на этом весь процесс отправки и получение HTTP-запросов заканчивается, а клиент получает нужные ему данные.

Что запомнить

• HTTP-протокол — это набор правил, по которым компьютеры обмениваются данными друг с другом. Его инициирует клиент (в данном случае — человек, заходящий в интернет с любого устройства), а обрабатывает сервер и возвращает обратно клиенту. Между ними могут находиться прокси-серверы, которые занимаются дополнительными задачами — шифрованием данных, перераспределением нагрузки или кэшированием.
• HTTP-запрос содержит четыре элемента: метод, URI, версию HTTP и адрес хоста. Метод указывает, какое действие нужно совершить. URI — это путь до конкретного файла на сайте. Версию HTTP нужно указывать, чтобы избежать ошибок, а адрес хоста помогает браузеру определить, куда отправлять HTTP-запрос.
• HTTP-ответ имеет три части: статус ответа, заголовки и тело ответа. В статусе ответа сообщается, всё ли прошло успешно и возникли ли ошибки. В заголовках указывается дополнительная информация, которая помогает браузеру корректно отобразить файл. А в тело ответа сервер кладёт запрашиваемый файл.