Hypertext Transfer Protocol

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L'HyperText Transfer Protocol (HTTP) (protocollo di trasferimento di un ipertesto) è usato come principale sistema per la trasmissione d'informazioni sul web ovvero in un'architettura tipica client-server.

Le specifiche del protocollo sono gestite dal World Wide Web Consortium (W3C). Un server HTTP generalmente resta in ascolto delle richieste dei client sulla porta 80 usando il protocollo TCP a livello di trasporto.

Storia

La prima versione dell'HTTP, la 0.9, risale alla fine degli anni 1980 e costituiva, insieme con il linguaggio HTML e gli URL, il nucleo base del World Wide Web (WWW) global information initiative sviluppata da Tim Berners-Lee al CERN di Ginevra per la condivisione delle informazioni tra la comunità dei fisici delle alte energie. La prima versione effettivamente disponibile del protocollo, la HTTP/1.0, venne implementata dallo stesso Berners-Lee nel 1991 e proposta come RFC 1945 all'ente normatore IETF nel 1996.

Con la diffusione di NCSA Mosaic, un browser grafico di facile uso, il WWW conobbe un successo crescente e divennero evidenti alcuni limiti della versione 1.0 del protocollo, in particolare:

  • l'impossibilità di ospitare più siti web sullo stesso server (virtual host);
  • il mancato riuso delle connessioni disponibili;
  • l'insufficienza dei meccanismi di sicurezza.

Il protocollo venne quindi esteso nella versione HTTP/1.1, presentato come RFC 2068 nel 1997 e successivamente aggiornato nel 1999 come descritto dal RFC 2616

Funzionamento

L'HTTP funziona su un meccanismo richiesta/risposta (client/server): il client esegue una richiesta e il server restituisce la risposta. Nell'uso comune il client corrisponde al browser ed il server al sito web. Vi sono quindi due tipi di messaggi HTTP: messaggi richiesta e messaggi risposta.

HTTP differisce da altri protocolli di livello 7 come FTP, per il fatto che le connessioni vengono generalmente chiuse una volta che una particolare richiesta (o una serie di richieste correlate) è stata soddisfatta. Questo comportamento rende il protocollo HTTP ideale per il World Wide Web, in cui le pagine molto spesso contengono dei collegamenti (link) a pagine ospitate da altri server diminuendo così il numero di connessioni attive limitandole a quelle effettivamente necessarie con aumento quindi di efficienza (minor carico e occupazione) sia sul client che sul server. Talvolta però pone problemi agli sviluppatori di contenuti web, perché la natura senza stato (stateless) della sessione di navigazione costringe ad utilizzare dei metodi alternativi -tipicamente basati sui cookie- per conservare lo stato dell'utente.

Messaggio di richiesta

Il messaggio di richiesta è composto di tre parti:

  • riga di richiesta (request line);
  • sezione header (informazioni aggiuntive);
  • body (corpo del messaggio).

Riga di richiesta

La riga di richiesta è composta da metodo, URI e versione del protocollo. Il metodo di richiesta, per la versione 1.1, può essere uno dei seguenti:

  • GET
  • POST
  • HEAD
  • PUT
  • DELETE
  • TRACE
  • OPTIONS
  • CONNECT

l'URI, uniform resource identifier (identificatore univoco di risorsa), indica l'oggetto della richiesta (ad esempio la pagina web che si intende ottenere).

I metodi HTTP più comuni sono GET, HEAD e POST. Il metodo GET è usato per ottenere il contenuto della risorsa indicata come URI (come può essere il contenuto di una pagina HTML). HEAD è analogo a GET, ma restituisce solo i campi dell'header, ad esempio per verificare la data di modifica del file. Una richiesta con metodo HEAD non prevede l'uso del body.

Il metodo POST è usato di norma per inviare informazioni al server (ad esempio i dati di un form). In questo caso l'URI indica che cosa si sta inviando e il body ne indica il contenuto.

Gli header della richiesta

Gli header di richiesta più comuni sono:

Host: nome del server a cui si riferisce l'URL. È obbligatorio nelle richieste conformi HTTP/1.1 perché permette l'uso dei virtual host basati sui nomi.
User-Agent: identificazione del tipo di client: tipo browser, produttore, versione...

Messaggio di risposta

Il messaggio di risposta è di tipo testuale ed è composto da tre parti:

  • riga di stato (status-line);
  • sezione header;
  • body (contenuto della risposta).

Riga di stato

Lo stesso argomento in dettaglio: Elenco dei codici di stato HTTP.

La riga di stato riporta un codice a tre cifre catalogato nel seguente modo:

  • 1xx: Informational (messaggi informativi)
  • 2xx: Successful (la richiesta è stata soddisfatta)
  • 3xx: Redirection (non c'è risposta immediata, ma la richiesta è sensata e viene detto come ottenere la risposta)
  • 4xx: Client error (la richiesta non può essere soddisfatta perché sbagliata)
  • 5xx: Server error (la richiesta non può essere soddisfatta per un problema interno del server)

I codici di risposta più comuni sono:

  • 200 OK. Il server ha fornito correttamente il contenuto nella sezione body.
  • 301 Moved Permanently. La risorsa che abbiamo richiesto non è raggiungibile perché è stata spostata in modo permanente.
  • 302 Found. La risorsa è raggiungibile con un altro URI indicato nel header Location. Di norma i browser eseguono la richiesta all'URI indicato in modo automatico senza interazione dell'utente.
  • 400 Bad Request. La risorsa richiesta non è comprensibile al server.
  • 404 Not Found. La risorsa richiesta non è stata trovata e non se ne conosce l'ubicazione. Di solito avviene quando l'URI è stato indicato in modo incorretto, oppure è stato rimosso il contenuto dal server.
  • 500 Internal Server Error. Il server non è in grado di rispondere alla richiesta per un suo problema interno.
  • 505 HTTP Version Not Supported. La versione di http non è supportata.

Gli header della risposta

Gli header della risposta più comuni sono:

  • Server. Indica il tipo e la versione del server. Può essere visto come l'equivalente dell'header di richiesta User-Agent
  • Content-Type. Indica il tipo di contenuto restituito. La codifica di tali tipi (detti Media type) è registrata presso lo IANA (Internet Assigned Number Authority ); essi sono detti tipi MIME (Multimedia Internet Mail Extensions), la cui codifica è descritta nel documento RFC 1521. Alcuni tipi usuali di tipi MIME incontrati in una risposta HTML sono:
    • text/html Documento HTML
    • text/plain Documento di testo non formattato
    • text/xml Documento XML
    • image/jpeg Immagine di formato JPEG

Tipo di connessione

Il client nel messaggio di richiesta può chiedere al server di effettuare una connessione persistente o non persistente. Se la connessione è persistente, il file e le occorrenze verranno trasferiti in un'unica connessione TCP. Se la connessione è non persistente, verrà stabilita una connessione TCP per il trasferimento del file richiesto e per ogni occorrenza trovata. Per ogni nuova connessione si impiegano: 2*RTT + T, dove T indica il tempo di trasferimento del file e RTT il round trip time, bisogna attendere un tempo RTT dal segmento di SYN inviato dal client al segmento di SYNACK inviato dal server e un altro tempo RTT dal segmento di ACK contenente l'HTTP REQUEST alla risposta del server contenente l'HTTP RESPONSE. Molti browser gestiscono le connessioni non persistenti aprendo diverse connessioni TCP in parallelo, guadagnando così una banda maggiore nel collegamento.

Esempi di messaggi HTTP

Richiesta: 

GET /wiki.com/Pagina_principale HTTP/1.1 
Connection: Keep-Alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (compatible; Konqueror/3.2; Linux) (KHTML, like Gecko)
Accept: text/html, image/jpeg, image/png, text/*, image/*, */*
Accept-Encoding: x-gzip, x-deflate, gzip, deflate, identity
Accept-Charset: iso-8859-1, utf-8;q=0.5, *;q=0.5 
Accept-Language: en
Host: it.wikipedia.org

(la richiesta deve terminare con una riga vuota, cioè con due "a capo" consecutivi)

Risposta: 

HTTP/1.0 200 OK
Date: Mon, 28 Jun 2004 10:47:31 GMT
Server: Apache/1.3.29 (Unix) PHP/4.3.4
X-Powered-By: PHP/4.3.4
Vary: Accept-Encoding,Cookie
Cache-Control: private, s-maxage=0, max-age=0, must-revalidate
Content-Language: it
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Age: 7673
X-Cache: HIT from wikipedia.org
Connection: close

seguita dai dati richiesti.

Versioni sicure

Dal momento che tutto il traffico HTTP è anonimo e in chiaro, sono state sviluppate diverse alternative per garantire differenti livelli di sicurezza, in termini di

La prima proposta venne direttamente da NCSA, con le versioni server 1.1 e client 2.2 che supportavano un meccanismo di autenticazione utente e cifratura dati basati su messaggi formato PEM e chiavi PGP.

In seguito, sono state standardizzate due versioni sicure del protocollo HTTP chiamate SHTTP e HTTPS. La prima, modellata sulla posta cifrata S/MIME, è ormai caduta in disuso e prevede meccanismi crittografici a livello di payload: le richieste e gli header vengono scambiati in chiaro mentre il contenuto della pagina viene cifrato come una struttura MIME multipart. Il meccanismo HTTPS, inventato da Netscape, usa invece il sottostante canale cifrato a livello di trasporto mediante SSL o TLS per impedire l'intercettazione di qualsiasi parte della transazione. Entrambi i protocolli possono garantire l'identità del mittente, ma solo SHTTP è in grado di garantire anche l'integrità del contenuto dopo averlo, ad esempio, memorizzato su un disco.

Streaming HTTP

La fruizione nelle pagine WEB di materiale multimediale, quale audio o video viene gestito in modo del tutto analogo al download dei file, tramite un caricamento progressivo o distribuzione progressiva, in cui il file viene scaricato in modo progressivo dall'inizio alla fine (tramite i protocolli Real Time Streaming Protocol e Real-time Transport Protocol) e nel caso il bit-rate sia eccessivo per la rete che lo trasporta può verificarsi un continuo ricaricamento del buffer

Per evitare questi inconvenienti esistono altri sistemi alternativi, che permettono l'adattamento del file alla rete dell'utente finale, questi sistemi sono caratterizzati dai protocolli:

Per contro queste soluzioni sono notevolmente più complesse rispetto alle tradizionali tecnologie di streaming. Alcune delle considerazioni documentate riguardano lo stoccaggio, i costi aggiuntivi per la codifica e la difficoltà nel mantenimento della qualità globale. Ci sono state anche alcune dinamiche interessanti trovate intorno alle interazioni complesse fra logica adattiva bit rate in competizione con complessa logica di controllo del flusso TCP.[3][4]

Note

  1. ^ IIS Smooth Streaming Technical
  2. ^ Smooth Streaming
  3. ^ An Experimental Evaluation of Rate-Adaptation Algorithms in Adaptive Streaming over HTTP
  4. ^ Is adaptive bit rate the yellow brick road, or fool's gold for HD streaming?

Bibliografia

Voci correlate

Altri progetti

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