第二十四章 HTTP Server24.1 HTTP Server例程概述 本节我们将实现一个HTTP服务器程序，也就是平时我们所说网页服务器。其实，这种嵌入式设备内嵌的网页服务器在我们日常生活中十分常见，例如我们生活中使用的无线路由器。我们在配置无线路由器时，都会使用浏览器打开其配置页面进行配置。这里我们使用的就是无线路由器里面内嵌的网页服务器功能。使用前，我们先了解下HTTP协议。
24.2 HTTP协议简介超文本传输协议 HTTP(Hypertext transfer protocol) 是一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。也就是说我们在浏览器上看到的所有信息都是通过HTTP协议通讯的。
超文本传输协议（hypertext transport protocol）简称HTTP，是一种通信协议，它使用TCP协议工作，默认端口号为80。它允许将超文本标记语言（HTML1）文档从WEB服务器传送到WEB浏览器。HTML是一种创建文档的标记语言，这些文档包含相关信息的链接。可以单击一个链接来访问其它文档、图像或多媒体对象，并获得关于链接项的附加信息。
HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中，而且HTTP-NG(NextGenerationofHTTP)的建议已经提出。HTTP协议的主要特点可概括如下：
1.支持客户/服务器模式。
2.简单快速：客户向服务器请求服务时，只需发送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
3.灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type
加以标记。
4.无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，则会断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
5.无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
24.3 HTTP协议请求与响应 Http是一个基于请求/响应模式的、无状态的协议。即我们通常所说的Request/Response。
1.HTTP URL
HTTP URL格式如下： http://host[“:”port][abs_path]
其中HTTP表示要通过HTTP协议来定位网络资源。host表示合法的Internet主机域名或IP地址。port用于指定一个端口号，拥有被请求资源的服务器主机监听该端口的TCP连接，如果port是空的，或者没有给出，则使用默认的缺省值80.abs_path表示指定请求资源的URI（Uniform Resource Identifier,统一资源标示符），如果URL中没有给出abs_path,那么当他作为请求URI时，必须以”/”的形式给出。通常，这个工作就由浏览器帮助我们完成了。当我们在浏览器中输入www.cnblogs.com时，然后回车，浏览器会自动将我你们输入的地址转换成http://www.cnblogs.com/，注意最后的斜杠“/”.
2. HTTP 请求
客户端通过发送HTTP请求向服务器请求对资源的访问，HTTP由三部分组成，分别是：请求行，消息报头，请求正文。
请求行：请求行以一个方法符号开头，后面跟着请求URI和协议的版本，以CRLF作为结尾。请求行以空格分隔，除了作为CRLF外，不允许出现单独的CR或者LF字符。具体格式为：Method Request-URI HTTP-Version CRLF
Method表示请求方法，Request-URI是一个统一资源标示符，表示了要请求的资源，HTTP-Version表示请求的HTTP协议的版本号，CRLF表示回车换行。例如：GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
图24.3.1 http常用请求方式
GET方法用于获取由Request-URI所表示的资源信息，常见形式是：GET Request-URI HTTP/1.1
我们通过在浏览器地址栏中直接输入网址的方式去访问网页的时候，浏览器采用的就是GET方法向服务器获取资源信息。
POST方法用于向目的服务器发出请求，要求服务器接收附在请求后面的数据。POST方法在表单提交的时候用的较多。
一个采用POST方法提交的例子：
POST /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
Accept:image/gif,application/json(…省略很多) (CRLF)
Host:www.abc.com (CRLF)
Content-Length:22 (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
Cache-Control:no-cache (CRLF)
(CRLF) //注意：空行上部是消息报头，下方是请求正文，这个空行是必须的。
user=zhangsan&password=123456
HEAD方法与GET方法几乎一样，他们的区别在于HEAD方法只是请求消息报头，而不是完整的内容。对于HEAD请求的回应部分来说，它的HTTP头部中包含的信息与通过GET请求所得到的信息是相同的。利用这个方法，不必传输整个资源的内容，就可以得到Request-URI所表示的资源信息。这个方法常被用来测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。
3. HTTP响应
在接收和处理消息后，服务器会返回一个HTTP响应消息。与HTTP请求类似，HTTP响应也由三个部分组成，分别是：状态行，消息报头，响应正文。
状态行：状态行由协议版本、数字形式的状态码、及响应的状态描述组成，各元素之间以空格分隔，除了结尾的CRLF（回车换行）之外，不允许出现CR或LF字符。格式如下：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本，Status-Code表示服务器发回的响应代码。Reason-Phrase表示状态码的文本描述，CRLF表示回车换行。例如：HTTP/1.1 200 OK (CRLF)
图24.3.1 http响应状态
24.4 HTTP Server例程解析本节我们就用W7500EVB建立自己一个网页服务器，你只在浏览器地址栏里键入W7500EVB的IP地址，就成功在你的网页上显示出来自己内嵌的网页了。
HTTP Server例程将HTTP协议的实现分为3个文件，main.c主文件实现主函数的调用，httputil.c文件用于接收http请求报文和发送http响应报文，http_server.c用于实现对请求报文的解析。我们调用的其它函数已经在其他应用程序中声明。
现在来看httpServer_run()函数：
1. void httpServer_run(uint8_t seqnum)
2. {
3. uint8_t s; // socket number
4. uint16_t len;
5. uint32_t gettime = 0;
6. http_request = (st_http_request *)pHTTP_RX; // 定义http请求的结构体参数
7. parsed_http_request = (st_http_request *)pHTTP_TX;
8. s = getHTTPSocketNum(seqnum); // 得到socket number
9. switch(getSn_SR(s)) //获取socket状态
10. {
11. case SOCK_ESTABLISHED: //socket初始化状态
12. if(getSn_IR(s) & Sn_IR_CON)
13. {
14. setSn_IR(s, Sn_IR_CON); //清除中断标志位
15. }
16. switch(HTTPSock_Status[seqnum].sock_status) // HTTP进程状态
17. {
18. case STATE_HTTP_IDLE : //IDLE等待数据接收状态
19. if ((len = getSn_RX_RSR(s)) > 0)
20. {
21. if (len > DATA_BUF_SIZE) len = DATA_BUF_SIZE;
22. len = recv(s, (uint8_t *)http_request, len);//接受请求消息
23. *(((uint8_t *)http_request) + len) = ' '; //解析接收到的请求信息包
24. parse_http_request(parsed_http_request, (uint8_t *)http_request);
25. http_process_handler(s, parsed_http_request); // http相应处理
26. gettime = get_httpServer_timecount(); //得到http服务器超时时间
27. else
28. HTTPSock_Status[seqnum].sock_status = STATE_HTTP_RES_DONE; // 发送http响应
29. }
30. break;
31. case STATE_HTTP_RES_INPROC : //从http客户端接收http请求状态
32. /* Repeat: Send the remain parts of HTTP responses */
33. send_http_response_body(s, 0, http_response, 0,0);//重复给客户端发送保留的数据
34. if(HTTPSock_Status[seqnum].file_len == 0)
35. HTTPSock_Status[seqnum].sock_status = STATE_HTTP_RES_DONE;//http响应结束
36. break;
37. case STATE_HTTP_RES_DONE ://http响应结束状态
38. HTTPSock_Status[seqnum].file_len = 0;
39. HTTPSock_Status[seqnum].file_offset = 0;
40. HTTPSock_Status[seqnum].file_start = 0;
41. HTTPSock_Status[seqnum].sock_status = STATE_HTTP_IDLE;
42. http_disconnect(s);
43. break;
44. default :
45. break;
46. }
47. break;
48. case SOCK_CLOSE_WAIT: //socket等待关闭状态
49. disconnect(s);
50. break;
51. case SOCK_CLOSED: //socket关闭状态
52. socket(s, Sn_MR_TCP, HTTP_SERVER_PORT, 0x00);//初始化socket
53. break;
54. case SOCK_INIT: //socket初始化完成状态
55. listen(s); //服务器监听客户端
56. break;
57. case SOCK_LISTEN: //socket监听状态
58. break;
59. default :
60. break;
61. }
62. }
函数httpServer_run();是一个典型的一次数据包TCP处理状态机。程序中第3行定义W7500EVB的一个HTTP的socket，实现http通信。第6行定义一个HTTP Request的结构体指针。由于HTTP通信支持TCP协议，在http通信过程中我们就按照socket的TCP状态来写程序。第64行，当处于socket初始化完成状态时，W7500EVB进行端口监听。第67行，当W7500EVB的socket监听状态时，直接跳出循环。第11行，当socket连接建立时，首先把Sn_IR的第0位置1（清除接收中断），然后进入switch判断HTTP的进程状态，第18~39行是等待数据接收状态，在该状态里判断socket接收到的数据不为0就接收请求信息并解析接收到的请求信息包然后对http做出相应处理。第43行是当客户端接收请求就重复给客户端发送保留的数据。第47行是http的响应结束状态进入该转态后会清空结构图并准备关闭socket。第41行，接收http请求报文。因为HTTP定义每次连接处理一个请求。第61行是socket关闭状态，初始化socket的80端口，并配置为TCP模式。
至此，HTTP Server例程解析到此结束，编译后将例程烧录查看打印串口信息结果为图24.4.1：
图24.4.1 HTTP Server例程打印结果
打开浏览器在地址栏输入我们配置的W7500EVB的IP地址，查看例程结果。结果为图24.4.2。
图24.4.2 W7500EVB服务器网页配置
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