HTTP协议分析

Posted 2021-02-06 erma

实验环境

?操作机：Windows XP

实验目的

0、HTTP协议的基本概念及工作流程

1、捕获HTTP数据包的方法

2、分析HTTP的连接数据包

3、HTTP数据包的筛选技术

4、分析HTTP的数据传输数据包

实验工具

?wireshark

实验步骤

了解HTTP工作流程

HTTP是一个无状态的协议。所谓的无状态指的是客户端（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接。这也就意味着当一个客户端向服务器发出请求，然后服务器返回响应之后，连接也就关闭了。服务器并不会保留连接的相关信息，HTTP遵循的是请求（Request）/应答（Response）模型。客户端（Web浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有的HTTP连接都被构造成一套请求和应答。在这个过程中要经历4个阶段，包括建立连接、发送请求信息、发送响应信息和关闭连接，如下图所示：

由上图可知，HTTP的工作流程为：
1、客户端通过TCP的三次握手建立与服务器的连接。
2、当TCP连接成功建立后，客户端向服务器发送HTTP请求。
3、服务器收到客户端的HTTP请求后，将回复响应数据包，并向客户端发送数据。
4、客户端通过TCP四次握手，与服务器断开TCP连接。

HTTP连接数据包的捕获

刚才说了，HTTP需要使用TCP的三次握手来建立连接，那么我们在使用Wireshark进行数据包的捕获时，需要在筛选条件中加上TCP这个筛选条件。我们的目标是捕获到使用HTTP浏览网页的数据包。那么当我们开启捕获后，就可以打开浏览器，尝试浏览www.baidu.com网站，就可以获取与HTTP连接相关的一系列数据包。

由于浏览网页会使用GET方法，所以我们可以在筛选器中输入http.request.method==GET，这样就可以筛选出所有的GET方法了。筛选后可以发现第44号数据包排在了第一位，那么这个其实就是我们要寻找的，与百度建立连接的HTTP的数据包。我们可以对其进行着色处理，这样所有与其相关的数据包都会拥有相同的颜色。之后点击筛选器旁边的Clear，清除筛选条件，这样我们就可以看到完整的HTTP连接了。

HTTP连接数据包的分析

分析上一步筛选出来的文件。可以发现，整个通信是从客户端192.168.147.129到百度的Web服务器119.75.218.70的三次握手开始的：

当连接建立之后，第一个标记为HTTP的数据包是从客户端发往服务器的：

可以发现，HTTP数据包通过TCP被传输到服务器的80端口，也就是HTTP通信的标准端口（8080端口也常被使用）。
接下来可以看到，这个数据包所请求的方法是GET，所请求的URI是“/”，请求的版本为HTTP/1.1。这些信息告诉我们这个客户端请求使用HTTP的1.1版本，下载Web服务器的根目录（/）。这里面还包含有客户端向服务器发送的关于自己的信息。这些信息包含了类似于使用用户代理（User-Agent）、浏览器接受的语言（Accept-Language）以及Cookie等信息。为了保证兼容性，服务器可以利用这些信息决定返回给客户端的数据。
当服务器接收到了数据包4中的HTTP请求，它就会响应一个TCP ACK，用于数据包的确认，并在6到26号数据包中传输所请求的数据。HTTP只被用来发布客户端和服务器的应用层命令。当进行数据传输时，除了在数据流的开始和结束部分，是看不到应用层的控制信息的。
服务器将数据在6、7、8号数据包中发送，9号数据包是来自客户端的确认，10到24号数据包也是服务器发给客户端的数据，25号数据包是客户端发出的另一个确认。尽管HTTP仍然负责这些传输，但所有这些数据包在Wireshark中都被显示为TCP分片而不是HTTP数据包。当数据传输结束后，数据的重组装流就已经发送完了，就到了最后一个数据包：

HTTP使用了一些预定义的响应码来表示请求方法的结果。这里我们看到了一个带有200状态码的数据包，表示一次成功的请求方法。这个数据包里面包含有一个时间戳，以及一些关于Web服务器内容编码和配置参数的额外信息。当客户端接收到这个数据包后，这次的处理也就完成了。

HTTP传送数据包分析

我们刚才所研究的是从Web服务器下载数据的过程，现在来研究一下上传数据。当我们在网站上进行提交表单或者上传文件的操作时，往往就能够捕获含有POST方法的数据包。最开始依旧是TCP的三次握手，之后客户端（172.16.16.128）向Web服务器（69.163.176.56）发送了一个HTTP的数据包：

这个数据包使用了POST方法来向Web服务器上传数据以供处理。这里使用的POST方法指明了URI为/wp-comments-post.php，以及HTTP 1.1请求版本。如果想查看上传数据的内容，可以展开下方的html Form URL Encoded查看。 当这个数据包传输完之后，服务器会发送一个ACK数据包，并在第6个数据包中传输了一个响应码302（表示“找到”）作为回应：

302响应码是HTTP的一个常用的重定向手段。这个数据包的Location域指明了客户端被重定向的位置。此时，这个地方就是评论所发表的原先的网页。最后，服务器传送一个状态码200，并且这个页面的内容会在接下来的一些数据包中进行发送，从而完成传输。

参考资料

【1】https://www.ichunqiu.com/course/51449
【2】谢希仁. 计算机网络.第5版[M]. 电子工业出版社, 2008.