自己动手开发一个 Web 服务器(2)

将上面的代码保存为webserver1.py,或者直接从我的Github仓库下载,然后通过命令行运行该文件:

$ python webserver1.py

Serving HTTP on port 8888

接下来,在浏览器的地址栏输入这个链接::8888/hello,然后按下回车键,你就会看见神奇的一幕。在浏览器中,应该会出现“Hello, World!”这句话:

浏览器返回“Hello World""

浏览器返回“Hello World""

是不是很神奇?接下来,我们来分析背后的实现原理。

首先,我们来看你所输入的网络地址。它的名字叫URL(统一资源定位符(Uniform Resource Locator)),其基本结构如下:

URL的基本结构

URL的基本结构

通过URL,你告诉了浏览器它所需要发现并连接的 Web 服务器地址,以及获取服务器上的页面路径。不过在浏览器发送HTTP请求之前,它首先要与目标 Web 服务器建立TCP连接。然后,浏览器再通过TCP连接发送HTTP请求至服务器,并等待服务器返回HTTP响应。当浏览器收到响应的时候,就会在页面上显示响应的内容,而在上面的例子中,浏览器显示的就是“Hello, World!”这句话。

那么,在客户端发送请求、服务器返回响应之前,二者究竟是如何建立起TCP连接的呢?要建立起TCP连接,服务器和客户端都使用了所谓的套接字(socket)。接下来,我们不直接使用浏览器,而是在命令行使用telnet手动模拟浏览器。

在运行 Web 服务器的同一台电脑商,通过命令行开启一次telnet会话,将需要连接的主机设置为localhost,主机的连接端口设置为8888,然后按回车键:

$ telnet localhost 8888 Trying 127.0.0.1 … Connected to localhost.

完成这些操作之后,你其实已经与本地运行的 Web 服务器建立了TCP连接,随时可以发送和接收HTTP信息。在下面这张图片里,展示的是服务器接受新TCP连接所需要完成的标准流程。

服务器接受TCP连接的标准流程

服务器接受TCP连接的标准流程

在上面那个telnet会话中,我们输入GET /hello HTTP/1.1,然后按下回车:

$ telnet localhost 8888 Trying 127.0.0.1 … Connected to localhost. GET /hello HTTP/1.1 HTTP/1.1 200 OK Hello, World!

你成功地手动模拟了浏览器!你手动发送了一条HTTP请求,然后收到了HTTP响应。下面这幅图展示的是HTTP请求的基本结构:

HTTP请求的基本结构

HTTP请求的基本结构

HTTP请求行包括了HTTP方法(这里使用的是GET方法,因为我们希望从服务器获取内容),服务器页面路径(/hello)以及HTTP协议的版本。

为了尽量简化,我们目前实现的 Web 服务器并不会解析上面的请求,你完全可以输入一些没有任何意义的代码,也一样可以收到"Hello, World!"响应。

在你输入请求代码并按下回车键之后,客户端就将该请求发送至服务器了,服务器则会解析你发送的请求,并返回相应的HTTP响应。

下面这张图显示的是服务器返回至客户端的HTTP响应详情:

HTTP响应解析

HTTP响应解析

我们来分析一下。响应中包含了状态行HTTP/1.1 200 OK,之后是必须的空行,然后是HTTP响应的正文。

响应的状态行HTTP/1.1 200 OK中,包含了HTTP版本、HTTP状态码以及与状态码相对应的原因短语(Reason Phrase)。浏览器收到响应之后,会显示响应的正文,这就是为什么你会在浏览器中看到“Hello, World!”这句话。

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