5 Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
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- Martina Beltz
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1 5 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) Aus der Definition von HTTP/1.1 (RFC 2616): The Hypertext Transfer Protocol (HTTP) is an application-level protocol for distributed, collaborative, hypermedia information systems. It is a generic, stateless, protocol which can be used for many tasks beyond its use for hypertext, such as name servers and distributed object management systems, through extension of its request methods, error codes and headers. A feature of HTTP is the typing and negotiation of data representation, allowing systems to be built independently of the data being transferred. Vorläufige Version 236 c 2003 Peter Thiemann
2 Beispiel für HTTP Kommunikation Aufbau der Verbindung zum WWW-Server [hanauma] 107 > telnet localhost www TCP/IP Verbindung zum Rechner localhost an den Port www (80) Antwort von Telnet Trying Connected to localhost. Escape character is ^]. Anfrage (Request) an den WWW-Server 1 GET / HTTP/1.1 2 Host: localhost 3 Request besteht nur aus Kopf (Header), der Rumpf (Body) ist leer Vorläufige Version 237 c 2003 Peter Thiemann
3 Kopf (Header) der Antwort 1 HTTP/ OK 2 Date: Wed, 03 May :41:20 GMT 3 Server: Apache/1.3.9 (Unix) 4 Last-Modified: Wed, 20 May :59:42 GMT 5 ETag: " efde" 6 Accept-Ranges: bytes 7 Content-Length: Content-Type: text/html 9 Leerzeile signalisiert das Ende des Headers Rumpf (Body) der Antwort in diesem Fall ein HTML-Dokument <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2 Final//EN"> <HTML> <HEAD> <TITLE>Test Page for Apache Installation on Web Site</TITLE> </HEAD> <! > </HTML> Vorläufige Version 238 c 2003 Peter Thiemann
4 Nach kurzer Wartezeit Verbindung. beendet der Server die Connection closed by foreign host. Alternativ: weitere Requests über die gleiche Verbindung Vorläufige Version 239 c 2003 Peter Thiemann
5 Format einer Anfrage Request ::= Request-Line ( ( ) general-header request-header entity-header ) CRLF CRLF [ message-body ] Jede Zeile wird durch CRLF, CR (ASCII-Kode 13) gefolgt von LF (ASCII-Kode 10), abgeschlossen. Vgl. Methodenaufruf erste Zeile ( Request-Line ): Name der Methode und vorgeschriebene Parameter Headerzeilen: weitere (optionale) Parameter, durch Schlüsselworte identifiziert Rumpf: optionaler Inhalt der Anfrage (Parameter) Vorläufige Version 240 c 2003 Peter Thiemann
6 Erste Zeile einer Anfrage Request-Line ::= Method Request-URI HTTP-Version CRLF Method ::= GET * Anfordern eines Dokuments HEAD * Anfordern der Header eines Dokuments POST Senden einer Anfrage PUT Ablegen eines Dokuments DELETE Löschen eines Dokuments TRACE Anfordern der empfangenen Anfrage OPTIONS * erforderliche Methoden Vorläufige Version 241 c 2003 Peter Thiemann
7 Request-URI ::= abs path absoluteuri... HTTP-Version ::= HTTP/1.1 abs path ::= / [ path ] [; params ] [? query ] params ::=... query ::=... Vorläufige Version 242 c 2003 Peter Thiemann
8 Beispiel (Minimalanfrage) 1 GET / HTTP/1.1 2 Host: 3 Vorläufige Version 243 c 2003 Peter Thiemann
9 Format einer Header-Zeile header ::= key-token : value Beispiel Host ::= Host: host [ : port ] Vorläufige Version 244 c 2003 Peter Thiemann
10 Anfragespezifische Header request-header ::= Accept media types Accept-Language Host * Hostname des Servers Referer URL User-Agent. * in jeder direkten Anfrage erforderlich Vorläufige Version 245 c 2003 Peter Thiemann
11 Allgemeine Header Können in Anfragen und Antworten benutzt werden, meist optional general-header ::= Connection + persistent/one-shot Date +! Transfer-Encoding + + häufig in Antworten benutzt +! in jeder Antwort erforderlich Entity Header Information über den message-body, falls vorhanden: Content -Encoding, -Language, -Length, -Location,... Vorläufige Version 246 c 2003 Peter Thiemann
12 Format einer Antwort Response ::= Status-Line ( ( ) general-header response-header entity-header ) CRLF Beispiel CRLF [ message-body ] 1 HTTP/ OK 2 Date: Wed, 03 May :41:20 GMT 3 Server: Apache/1.3.9 (Unix) 4 Last-Modified: Wed, 20 May :59:42 GMT 5 ETag: " efde" 6 Accept-Ranges: bytes 7 Content-Length: Content-Type: text/html 9 Vorläufige Version 247 c 2003 Peter Thiemann
13 Statuszeile Status-Line ::= HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF HTTP-Version ::= HTTP/1.1 Status-Code ::= digit digit digit Reason-Phrase ::= Text ohne CRLF Interpretation des Status-Code 1xx Informational Request received, continuing process 2xx Success The action was successfully received, understood, and accepted 3xx Redirection Further action must be taken in order to complete the request 4xx Client Error The request contains bad syntax or cannot be fulfilled 5xx Server Error The server failed to fulfill an apparently valid request Siehe RFC 1700 für alle reservierten Status-Code s und Reason-Phrase s Reason-Phrase s sind nur Empfehlungen, können von Server und Client ignoriert und/oder geändert werden Im Fehlerfall enthält message-body oft weitere Erklärung Vorläufige Version 248 c 2003 Peter Thiemann
14 Inhalt der Nachricht beliebige Folge von Oktetts falls Content-Type nicht vorhanden Client darf aufgrund der URI raten falls erfolglos application/octetstream Content-Encoding : gzip, compress, deflate beschreiben Kodierungseigenschaften des ursprünglichen Objekts Transfer-Encoding definiert Übertragungskodierung: chunked, gzip, compress, deflate, identity Vorläufige Version 249 c 2003 Peter Thiemann
15 Transfer-Encoding: identity and chunked identity Content-Length Header definiert die Länge des message-body in octets; message-body ist Folge von octets dieser Länge (danach folgt unvermittelt die nächste Antwort bzw Verbindungsabbruch) chunked wird verwendet, wenn die Länge nicht a-priori feststeht. message-body wird in chunks übertragen (verkürzt): Chunked-Body = *chunk last-chunk CRLF chunk chunk-size last-chunk chunk-data = chunk-size CRLF chunk-data CRLF = 1*HEX = 1*("0") CRLF = chunk-size(octet) Vorläufige Version 250 c 2003 Peter Thiemann
16 6 Common Gateway Interface (CGI) CGI (Common Gateway Interface) Skripte erlauben die dynamische Erzeugung von Dokumenten auf dem Server. Typische Anwendung: CGI-Skripte verarbeiten Eingaben aus Formularen und erzeugen in Abhängigkeit von den Eingaben ein Antwortdokument. Eigenschaften von CGI: Einfachheit Sprachunabhängigkeit Sicherheit durch separaten Prozess Offener Standard Architekturunabhängigkeit Vorläufige Version 251 c 2003 Peter Thiemann
17 HTTP Client (Browser) HTTP Request HTTP Response HTTP Server stdout stdin, env CGI Prozeß Vorläufige Version 252 c 2003 Peter Thiemann
18 Ausführung eines CGI-Skripts Server erkennt CGI-Skripte an der URL spezielles Element im Pfad (z.b. cgi-bin), dann nächstes Pfadelement = Name eines ausführbaren Programms in konfigurierbarem Verzeichnis spezielle Extension am Dateinamen (z.b..cgi) = Name eines ausführbaren Programms Server verarbeitet den Header des HTTP-Requests Legt Request-Information in Environment ab (Prozessumgebung) Generiert die Statuszeile und einige Response-Header (Date, Server, Connection) Schliesst den Headerteil der Response NICHT ab Startet das CGI-Programm mit Standardausgabe Versenden an Client/Browser Standardeingabe ggf. Lesen vom Client/Browser Argumente Pfadelemente nach dem Namen des CGI-Programms Umgebung definiert weitere Parameter der Anfrage Vorläufige Version 253 c 2003 Peter Thiemann
19 Pflichten eines CGI-Programms Interpretation der Parameter und der Anfrage Drucken weiterer Headerzeilen (Content-Length, Content-Type, Content-Encoding,...) Abschliessen des Headerteils der Response durch Leerzeile Generieren des Inhaltes Sprachen zur CGI-Programmierung Jede geeignet, die Standardeingabe und Umgebungsvariable lesen kann, sowie Standardausgabe schreiben kann Für Java ist ein wrapper Programm zum Lesen der Umgebungsvariablen erforderlich Manche Webserver beinhalten Interpreter für Skriptsprachen (perl, php, etc), um die Startzeit für einen externen Interpreter zu sparen Beispiel: Apache Module mod perl, mod php, mod python, mod ruby,... Vorläufige Version 254 c 2003 Peter Thiemann
20 6.1 Parameter für ein CGI-Programm Die Einsendung eines XHTML Formulars liefert Feldname 1 =Wert 1 Feldname 2 =Wert 2... Feldname k =Wert k wobei Feldnamen wiederholt auftreten können. Feldnamen und Werte werden vor Übertragung vom Browser kodiert Standardkodierung: URL Kodierung application/x-www-form-urlencoded vgl. Buchstaben und Zahlen bleiben erhalten Leerzeichen werden durch + ersetzt Alle weiteren Zeichen werden durch % ASCII-code ersetzt (in zweistelliger Hexadezimaldarstellung) public static String java.net.urlencoder.encode(string s) Vorläufige Version 255 c 2003 Peter Thiemann
21 6.2 Zugriffsmethoden GET Kodierung der Anfrage in der URL durch Anhängen eines Querystring der Form? Feld-Wert-Liste an die action URL Feld-Wert-Liste ::= kodierter-feldname = kodierter-wert ( ) & kodierter-feldname = kodierter-wert Der Webserver legt den Querystring in der Umgebungsvariable QUERY STRING ab. POST verschickt die Feld-Wert-Liste im message-body der Anfrage. Der Webserver speichert die Länge (in Octets) des message-body in der Umgebungsvariable CONTENT LENGTH. Das CGI-Programm muss genau so viele Octets lesen und interpretieren (nicht bis Dateiende lesen!) Durch URL Kodierung werden unerlaubte Zeichen in URLs vermieden die Zeichen = und & in Feldnamen und Werten verwendbar Rationale für Methoden: GET beobachtet, POST ändert ggf. Zustand des Servers Vorläufige Version 256 c 2003 Peter Thiemann
22 Ein Shellskript als CGI-Skript: date Abspeichern als date.cgi oder als /cgi-bin/date. #!/bin/sh echo Content-type: text/html echo cat <<EOF <HTML><head><title>Date and Time</title></head> <body> <h1>date and Time</h1> EOF /bin/date cat <<EOF <p> <a href="/index.html">back home</a> </body></html> EOF Vorläufige Version 257 c 2003 Peter Thiemann
23 Dito in Haskell import Time main = do putstrln "Content-Type: text/html" putstrln "" putstrln "<HTML><head><title>Date and Time</title></head>\ \<body> <h1>date and Time</h1>" clkt <- getclocktime calt <- tocalendartime clkt putstrln (calendartimetostring calt) putstrln "<p>\ \<a href=\"/index.html\">back home</a>\ \</body></html>" Vorläufige Version 258 c 2003 Peter Thiemann
24 Dito in WASH import CGI import Time main = do clkt <- getclocktime calt <- tocalendartime clkt let str = calendartimetostring calt run $ standardquery "Date and Time" $ do text str <p><a href="/index.html">back home</a></p> Vorläufige Version 259 c 2003 Peter Thiemann
25 RawCGI Teil von WASH Nur Dekodierung der Parameter type CGIProgram = CGIInfo -> CGIParameters -> IO () -- low level info type CGIInfo = decoded parameters type CGIParameters = [(String, String)] -- low level options, empty list is usually ok type CGIOptions = [...] -- run a CGI program start :: CGIOptions -> CGIProgram -> IO () Vorläufige Version 260 c 2003 Peter Thiemann
26 Simple Use of RawCGI import RawCGI main = start [] mycgi -- display all form parameters mycgi info params = do putstrln "Content-Type: text/plain" putstrln "" putstrln "My parameters are:" mapm_ onebinding params onebinding (name, value) = do putstr name putstr " = " putstrln value Vorläufige Version 261 c 2003 Peter Thiemann
27 6.3 Umgebungsvariablen im CGI-Skript: test-cgi #!/bin/sh # disable filename globbing set -f echo Content-type: text/plain echo echo CGI/1.0 test script report: echo echo argc is $#. argv is "$*". echo echo SERVER_SOFTWARE = $SERVER_SOFTWARE echo SERVER_NAME = $SERVER_NAME echo GATEWAY_INTERFACE = $GATEWAY_INTERFACE echo SERVER_PROTOCOL = $SERVER_PROTOCOL echo SERVER_PORT = $SERVER_PORT echo REQUEST_METHOD = $REQUEST_METHOD echo HTTP_ACCEPT = "$HTTP_ACCEPT" echo PATH_INFO = "$PATH_INFO" Vorläufige Version 262 c 2003 Peter Thiemann
28 echo PATH_TRANSLATED = "$PATH_TRANSLATED" echo SCRIPT_NAME = "$SCRIPT_NAME" echo QUERY_STRING = "$QUERY_STRING" echo REMOTE_HOST = $REMOTE_HOST echo REMOTE_ADDR = $REMOTE_ADDR echo REMOTE_USER = $REMOTE_USER echo AUTH_TYPE = $AUTH_TYPE echo CONTENT_TYPE = $CONTENT_TYPE echo CONTENT_LENGTH = $CONTENT_LENGTH Aufrufendes Formular <form action="/cgi-bin/test-cgi/extra/parameters" method="get"> <input type="text" name="text=1" value="value for text=1"> <input type="text" name="text=2" value="nothing really+&!"> <input type="submit"> </form> Vorläufige Version 263 c 2003 Peter Thiemann
29 Ausgabe von test-cgi CGI/1.0 test script report: argc is 0. argv is. SERVER_SOFTWARE = Apache/1.3.9 (Unix) SERVER_NAME = hanauma.informatik.uni-freiburg.de GATEWAY_INTERFACE = CGI/1.1 SERVER_PROTOCOL = HTTP/1.0 SERVER_PORT = 80 REQUEST_METHOD = GET HTTP_ACCEPT = image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, image/png, */* PATH_INFO = extra/parameters PATH_TRANSLATED = /usr/local/www/data/extra/parameters SCRIPT_NAME = /cgi-bin/test-cgi QUERY_STRING = text%3d1=value+for+text%3d1&text%3d2=nothing+really%2b%26%21 REMOTE_HOST = REMOTE_ADDR = REMOTE_USER = AUTH_TYPE = CONTENT_TYPE = CONTENT_LENGTH = Vorläufige Version 264 c 2003 Peter Thiemann
30 6.4 File Upload Wert eines Eingabefeldes ist Inhalt einer Datei Probleme: Dateigröße macht Anhängen an URL unmöglich Dateiinhalt überwiegend nicht-ascii: URL Kodierung expandiert die Größe um Faktor 3 Übertragung von Metadaten, wie Dateiname, content type, etc Lösung: Verwendung von (Attributen von <form>) method="post" enctype="multipart/form-data" (neuer MIME-Typ RFC 1521) Vorläufige Version 265 c 2003 Peter Thiemann
31 Beispiel <FORM ENCTYPE="multipart/form-data" ACTION="/cgi-bin/test-cgi" METHOD=POST> File to process: <INPUT NAME="userfile1" TYPE="file"> <INPUT TYPE="submit" VALUE="Send File"> </FORM> Verschickt Anfrage mit Header Content-type: multipart/form-data; boundary= boundary-string boundary-string soll nicht in den Felddaten vorkommen Der message-body wiederholt -- boundary-string Content-Disposition: form-data; name=" Feldname "[; filename=" Dateiname "] Content-Type: content type Inhalt des Feldes und endet mit -- boundary-string -- Vorläufige Version 266 c 2003 Peter Thiemann
32 Mehrere Selektionen in einem Feld (Feld Header) boundary-string Content-Disposition: form-data; name=" Feldname " Content-Type: multipart/mixed; boundary= interner boundary-string Inhalt Inhalt eines multipart/mixed Feldes Wiederholung von -- interner boundary-string Content-disposition: attachment; filename="file1.txt" Content-Type: content-type... Inhalt von file1.txt... Beenden mit -- interner boundary-string -- Vorläufige Version 267 c 2003 Peter Thiemann
33 Kodierung von Nicht-ASCII Zeichen (RFC 1522) in Feldnamen encoded-word ::= =? charset? encoding? encoded-text?= charset ::= ISO encoding ::= B Q Falls encoding = B, so ist encoded-text mit base64 (RFC 1521) kodiert. Falls encoding = Q, so ist encoded-text mit quoted-printable (RFC 1521) kodiert. Vorläufige Version 268 c 2003 Peter Thiemann
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