Hypertext Transfer Protocol
| HTTP (Hypertext Transfer Protocol) | |||||||||||||||||||||||||
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| Familie: | Internetprotokollfamilie | ||||||||||||||||||||||||
| Einsatzgebiet: | Datenübertragung, Hypertext u. a. | ||||||||||||||||||||||||
| Port: | (meist) 80/TCP | ||||||||||||||||||||||||
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| Standards: | |||||||||||||||||||||||||
Das Hypertext Transfer Protocol (HTTP, engl. Hypertext-Übertragungsprotokoll) ist ein Protokoll zur Übertragung von Daten über ein Netzwerk. Es wird hauptsächlich eingesetzt, um Webseiten und andere Daten aus dem World Wide Web (WWW) in einen Webbrowser zu laden.
HTTP gehört der so genannten Anwendungsschicht etablierter Netzwerkmodelle an. Die Anwendungsschicht wird von den Anwendungsprogrammen angesprochen, im Fall des HTTP ist dies meistens ein Webbrowser. Im ISO/OSI-Schichtenmodell entspricht die Anwendungsschicht der Schicht 7. Das im Internet angewendete TCP/IP-Referenzmodell sieht die Anwendungsschicht in Schicht 4.
Im Kern ist HTTP ein zustandsloses Protokoll. Das bedeutet auch, dass nach erfolgreicher Datenübertragung die Verbindung zwischen den beiden Kommunikationspartnern nicht aufrechterhalten zu werden braucht. Sollen dann weitere Daten übertragen werden, muss zunächst eine weitere Verbindung aufgebaut werden. Auch ein zuverlässiges Mitführen von Sitzungsdaten kann erst auf der Anwendungsschicht, zum Beispiel durch Cookies, implementiert werden.
Durch Erweiterung seiner Anfragemethoden, Header-Informationen und Statuscodes ist das HTTP allerdings nicht auf Hypertext beschränkt, sondern wird zunehmend zum Austausch beliebiger Daten verwendet. Zur Kommunikation ist HTTP auf ein zuverlässiges Transportprotokoll angewiesen. In nahezu allen Fällen wird hierfür TCP verwendet.
Das Protokoll wurde 1989 von Tim Berners-Lee am CERN zusammen mit dem URL und der HTML entwickelt, wodurch praktisch das World Wide Web (WWW) geboren wurde.
Funktionsweise
HTTP ist ein Kommunikationsschema, um Webseiten (oder Bilder oder prinzipiell jede andere beliebige Datei) von einem entfernten Computer auf den eigenen zu übertragen. Wenn auf einer Webseite der Link zum URL http://www.example.net/infotext.html aktiviert wird, so wird an den Computer mit dem Hostnamen www.example.net die Anfrage gerichtet, die Ressource /infotext.html zurückzusenden.
Der Name www.example.net wird dabei zuerst über das DNS-Protokoll in eine IP-Adresse umgesetzt. Zur Übertragung wird über das TCP-Protokoll auf den Standard-Port 80 des HTTP-Servers eine HTTP-GET-Anforderung gesendet.
Anfrage:
GET /infotext.html HTTP/1.1 Host: www.example.net
Enthält der Link Zeichen, die in der Anfrage nicht erlaubt sind, werden diese %-kodiert. Zusätzliche Informationen wie Angaben über den Browser, zur gewünschten Sprache etc. können über den Header (Kopfzeilen) in jeder HTTP-Kommunikation übertragen werden. Sobald der Header mit einer Leerzeile abgeschlossen wird, sendet dann der Computer, der einen Web-Server (an Port 80) betreibt, seinerseits eine HTTP-Antwort zurück. Diese besteht aus den Header-Informationen des Servers, einer Leerzeile und dem tatsächlichen Inhalt der Nachricht, also dem Dateiinhalt der infotext.html-Datei. Übertragen werden normalerweise Dateien in Seitenbeschreibungssprachen wie (X)HTML und alle ihre Ergänzungen, zum Beispiel Bilder, Stylesheets (CSS), Skripte (JavaScript) usw., die meistens von einem Browser in einer lesbaren Darstellung miteinander verbunden werden. Prinzipiell kann jede Datei in jedem beliebigen Format übertragen werden, wobei die „Datei“ auch dynamisch generiert werden kann und nicht auf dem Server als physische Datei vorhanden sein muss (z. B. bei Anwendung von SSI, JSP, PHP und ASP.NET).
Antwort:
HTTP/1.1 200 OK Server: Apache/1.3.29 (Unix) PHP/4.3.4 Content-Length: (Größe von infotext.html in Byte) Content-Language: de (nach ISO 639 und ISO 3166) Content-Type: text/html Connection: close (Inhalt von infotext.html)
Der Server sendet eine Fehlermeldung zurück, wenn die Information aus irgendeinem Grund nicht gesendet werden kann. Der genaue Ablauf dieses Vorgangs (Anfrage und Antwort) ist in der HTTP-Spezifikation festgelegt.
Protokollversionen
Derzeit werden zwei Protokollversionen, HTTP/1.0 und HTTP/1.1, verwendet.
Bei HTTP/1.0 wird vor jeder Anfrage eine neue TCP-Verbindung aufgebaut und nach Übertragung der Antwort wieder geschlossen. Sind in ein HTML-Dokument beispielsweise zehn Bilder eingebettet, so werden insgesamt elf TCP-Verbindungen benötigt, um die Seite auf einem grafikfähigen Browser aufzubauen.
In der Version 1.1 können mehrere Anfragen und Antworten pro TCP-Verbindung gesendet werden. Für das HTML-Dokument mit zehn Bildern wird so nur eine TCP-Verbindung benötigt. Da die Geschwindigkeit von TCP-Verbindungen zu Beginn auf Grund des Slow-Start-Algorithmus recht gering ist, wird so die Ladezeit für die gesamte Seite signifikant verkürzt. Zusätzlich können bei HTTP/1.1 abgebrochene Übertragungen fortgesetzt werden.
Bei HTTP gehen Informationen aus früheren Anforderungen verloren (zustandsloses Protokoll). Über Cookies in den Header-Informationen können aber Anwendungen realisiert werden, die Statusinformationen (Benutzereinträge, Warenkörbe) zuordnen können. Dadurch können Anwendungen, die Status- bzw. Sitzungseigenschaften erfordern, realisiert werden. Auch eine Benutzerauthentifizierung ist möglich.
Normalerweise kann die Information, die über HTTP übertragen wird, auf allen Rechnern und Routern, die im Netzwerk durchlaufen werden, gelesen werden. Über HTTPS kann die Übertragung verschlüsselt erfolgen.
Eine Möglichkeit zum Einsatz von HTTP/1.1 in Chats ist die Verwendung des MIME-Typs multipart/replace, bei dem der Browser nach Sendung eines Boundary-Codes und einem neuerlichen Content-Length-Headerfeld sowie eines neuen Content-Type-Headerfeldes den Inhalt des Browserfensters komplett erneuert.
Mit HTTP/1.1 ist es neben dem Abholen von Daten auch möglich, Daten zum Server zu übertragen. Mit Hilfe der PUT-Methode können so Webdesigner ihre Seiten direkt über den Webserver per WebDAV publizieren, und mit der DELETE-Methode ist es ihnen möglich, Daten vom Server zu löschen.
Außerdem bietet HTTP/1.1 eine TRACE-Methode, mit der man den Weg zum Webserver verfolgen kann und überprüfen kann, ob die Daten korrekt dorthin übertragen werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit, den Weg zum Webserver über die verschiedenen Proxies hinweg zu ermitteln, ein traceroute auf Anwendungsebene.
HTTP-Request-Methoden
- GET ist die gebräuchlichste Methode. Mit ihr werden Inhalte vom Server angefordert.
- POST ähnelt der GET-Methode, nur dass ein zusätzlicher Datenblock übermittelt wird. Dieser besteht üblicherweise aus Name-Wert-Paaren, die aus einem HTML-Formular stammen. Grundsätzlich können Daten auch mittels GET übertragen werden (als Argumente im URI), aber die Übertragung der Argumente erfolgt bei POST diskret (wichtig bei sensiblen Daten), und die zulässige Datenmenge ist deutlich größer.
- HEAD weist den Server an, die gleichen HTTP-Header wie ein GET oder POST, nicht jedoch den eigentlichen Dokumentinhalt selbst zu senden. So kann zum Beispiel schnell die Gültigkeit einer Datei im Browsercache geprüft werden.
- PUT dient dazu, Dateien unter Angabe des Ziel-URIs auf einen Webserver hochzuladen. Heute kaum noch implementiert (vergl. dazu WebDAV), war es in der Anfangszeit des WWW eine tatsächlich genutzte Möglichkeit.
- DELETE löscht die angegebene Datei auf dem Server. Dies ist heutzutage ebenso wie der PUT-Befehl kaum noch implementiert bzw. in der Standardkonfiguration aktueller Webserver abgeschaltet.
- TRACE liefert die Anfrage so zurück, wie der Server sie empfangen hat. So kann überprüft werden, ob und wie die Anfrage auf dem Weg zum Server verändert worden ist – sinnvoll für das Debugging von Verbindungen.
- OPTIONS liefert eine Liste der vom Server unterstützen Methoden und Features.
- CONNECT wird von Proxyservern implementiert, die in der Lage sind, SSL-Tunnel zur Verfügung zu stellen.
REST verwendet die unterschiedlichen Request-Methoden zur Realisierung von Web-Services.
Insbesondere werden dafür die HTTP-Request-Methoden GET, POST, PUT und DELETE verwendet.
WebDAV fügt folgende Methoden zu HTTP hinzu: PROPFIND, PROPPATCH, MKCOL, COPY, MOVE, LOCK, UNLOCK
Argumentübertragung
Häufig will der Nutzer einer Website spezielle Informationen senden. Dazu stellt HTTP prinzipiell zwei Möglichkeiten zur Verfügung:
- Übertragung der Daten zusammen mit der Anfrage nach einer Ressource (HTTP-Methode "GET"). Die Daten befinden sich dabei in der URL und bleiben deshalb bei Speichern oder Weitergabe des Links erhalten.
- Übertragung der Daten mit einer speziell dazu vorgesehenen Anfrageart (HTTP-Methode "POST"). Da sich die Daten nicht in der URL befinden, können per POST auch große Datenmengen, z.B. Bilder, übertragen werden.
Auch hier werden zu übertragende Daten oft %-kodiert.
Hier zwei Beispiele, welche die Übertragung von Argumenten bei den Methoden GET und POST zeigen.
HTTP GET
Hier wird zur Übertragung von Daten der sogenannte „Anfrage-Teil“ des Uniform Resource Identifiers, der mit dem Zeichen „?“ beginnt, genutzt.
Oft wird diese Vorgehensweise gewählt, um eine Liste von Parametern zu übertragen, die die Gegenstelle bei der Bearbeitung einer Anfrage berücksichtigen soll. Häufig besteht diese Liste dann aus mit dem Zeichen „&“ getrennten Wertepaaren, die je aus einem Parameternamen, dem Zeichen „=“ und dem Wert des Parameters bestehen. Seltener wird das Zeichen „;“ zur Trennung von Einträgen der Liste benutzt. [1]
Ein Beispiel: Auf der Startseite von Wikipedia wird in das Eingabefeld der Suche „Katzen“ eingegeben und auf die Schaltfläche „Artikel“ geklickt. Der Browser sendet dann folgende oder ähnliche Anfrage an den Server:
GET /wiki/Spezial:Search?search=Katzen&go=Artikel HTTP/1.1 Host: de.wikipedia.org ...
Dem Wikipedia-Server werden zwei Wertepaare übergeben:
| Argument | Wert |
|---|---|
| search | Katzen |
| go | Artikel |
Diese Wertepaare werden in der Form
Argument1=Wert1&Argument2=Wert2
mit ? an die geforderte Seite angehängt.
Dadurch „weiß“ der Server, dass der Nutzer den Artikel Katzen betrachten will. Der Server verarbeitet die Anfrage, sendet aber keine Datei, sondern leitet den Browser mit einem Location-Header zur richtigen Seite weiter, etwa mit:
HTTP/1.0 302 Moved Temporarily Date: Fri, 13 Jan 2006 15:12:44 GMT Location: http://de.wikipedia.org/wiki/Katzen ...
Der Browser befolgt diese Anweisung und sendet aufgrund der neuen Informationen eine neue Anfrage, etwa:
GET /wiki/Katzen HTTP/1.1 Host: de.wikipedia.org ...
Und der Server antwortet und gibt den Artikel Katzen aus, etwa:
HTTP/1.0 200 OK Date: Fri, 13 Jan 2006 15:12:48 GMT Last-Modified: Tue, 10 Jan 2006 11:18:20 GMT Content-Language: de Content-Encoding: gzip Content-Type: text/html; charset=utf-8 .‹........´ZKs.¹.>Û¿.ž-[¶KÃ!õ²ÌÇlô²¬ìuVò*ÉÖ– 3.r`Î+.F”xÊ!ÿ ×.ý.ö´7ý“ü’t.ó"9ÔʛĮ.A.ÐÝ ...
Der Datenteil ist natürlich viel länger, wird hier jedoch ausgelassen, da nur das Protokoll betrachtet wird. (Er ist hier aufgrund der im Beispiel genutzten gzip-Komprimierung ohnehin unlesbar.)
HTTP POST
Im folgenden Beispiel wird wieder der Artikel Katzen angefordert, doch diesmal verwendet der Browser aufgrund eines modifizierten HTML-Codes (method="POST") eine POST-Anfrage. Die Variablen stehen dabei nicht in der URI, sondern gesondert im Body-Teil, etwa:
POST /wiki/Spezial:Search HTTP/1.1 Host: de.wikipedia.org Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 24 search=Katzen&go=Artikel
Auch das versteht der Server und antwortet wieder mit beispielsweise Folgendem:
HTTP/1.0 302 Moved Temporarily Date: Fri, 13 Jan 2006 15:32:43 GMT Location: http://de.wikipedia.org/wiki/Katzen ...
HTTP-Statuscodes
- Hauptartikel: HTTP-Statuscodes
Jede HTTP-Anfrage wird vom Server mit einem HTTP-Statuscode beantwortet. Er gibt zum Beispiel Informationen darüber, ob die Anfrage erfolgreich bearbeitet wurde oder teilt dem Client, also etwa dem Browser, im Fehlerfall mit, wo (z. B. Umleitung) bzw. wie (z. B. mit Authentifizierung) er die gewünschten Informationen (wenn möglich) erhalten kann.
| 1xx | Informationen |
| Die Bearbeitung der Anfrage dauert trotzdem an. Eine solche Zwischenantwort ist zum Beispiel notwendig, wenn die Bearbeitung der Anfrage sehr lange dauert, da viele Clients nach einer bestimmten Zeitspanne (Timeout) automatisch annehmen, dass ein Fehler bei der Übertragung oder Verarbeitung der Anfrage aufgetreten ist, und mit einer Fehlermeldung abbrechen. | |
| 2xx | Erfolgreiche Operation |
|
Die Anfrage wurde bearbeitet und die Antwort wird an den Anfragesteller zurückgesendet. | |
| 3xx | Umleitung |
| Um eine erfolgreiche Bearbeitung der Anfrage sicherzustellen, sind weitere Schritte seitens des Clients erforderlich. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn eine Webseite vom Betreiber umgestaltet wurde, sodass sich eine gewünschte Datei nun an einem anderen Platz befindet. Mit der Antwort des Servers erfährt der Client im Location-Header, wo sich die Datei jetzt befindet. | |
| 4xx | Client-Fehler |
| Bei der Bearbeitung der Anfrage ist ein Fehler aufgetreten, der im Verantwortungsbereich des Clients liegt. Ein 404 tritt beispielsweise ein, wenn ein Dokument angefragt wurde, das auf dem Server nicht existiert. Ein 403 weist den Client darauf hin, dass es ihm nicht erlaubt ist, das jeweilige Dokument abzurufen. Es kann sich zum Beispiel um ein vertrauliches Dokument handeln. | |
| 5xx | Server-Fehler |
| Es ist ein Fehler aufgetreten, dessen Ursache beim Server liegt. Zum Beispiel bedeutet 501, dass der Server nicht über die erforderlichen Funktionen (d. h. zum Beispiel Programme oder andere Dateien) verfügt, um die Anfrage zu bearbeiten. | |
Zusätzlich zum Statuscode enthält der Header der Server-Antwort eine festgelegte Beschreibung des Fehlers im englischsprachigem Klartext. Zum Beispiel ist ein Fehler 404 an folgendem Header zu erkennen:
HTTP/1.1 404 Not Found ...
HTTP-Authentifizierung
Stellt der Webserver fest, dass für eine angeforderte Datei Benutzername oder Passwort nötig sind, meldet er das dem Browser mit dem Statuscode "401 Unauthorized" und dem Header "WWW-Authenticate". Es gibt mehrere Möglichkeiten, Benutzer (Clients) zu authentifizieren. Verbreitet sind:
Basic Authentication (RFC 2617)
Der Webserver fordert mit
WWW-Authenticate: Basic realm="RealmName"
eine Authentifizierung an, wobei RealmName eine Beschreibung des geschützten Bereiches darstellt. Der Browser sucht daraufhin nach Benutzername/Passwort für diese Datei und fragt gegebenenfalls den Benutzer. Anschließend sendet er die Authentifizierung mit dem Authorisation-Header in der Form Benutzername:Passwort Base64-codiert an den Server. Beispiel:
Authorization: Basic d2lraTpwZWRpYQ==
d2lraTpwZWRpYQ== ist die Base64-Verschlüsselung von wiki:pedia und steht damit für Benutzername wiki, Passwort pedia. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass Benutzername und Passwort nur aus technischen Gründen codiert, jedoch nicht verschlüsselt werden.
Digest Access Authentication (ebenfalls RFC 2617)
Bei diesem Verfahren sendet der Server zusammen mit dem WWW-Authenticate-Header eine eigens erzeugte zufällige Zeichenfolge. Der Browser berechnet die Prüfsumme (in der Regel MD5) einer Kombination aus Benutzername, Passwort, erhaltener Zeichenfolge, HTTP-Methode und angeforderter URI. Diese sendet er im Authorisation-Header zusammen mit dem Benutzername und der zufälligen Zeichenfolge zurück an den Server. Dieser berechnet seinerseits die Prüfsumme und vergleicht. Ein Abhören der Kommunikation nützt dem Angreifer nichts, da sich die Prüfsumme nicht entschlüsseln lässt und für jede Anforderung anders lauten muss. Die restliche Datenübertragung ist jedoch nicht geschützt. Um dies zu erreichen, sollte HTTPS verwendet werden.
NTLM HTTP Authentication
(in Intranets mit Windows-Servern)
Siehe auch
Weblinks
- RFC 1945 (Hypertext Transfer Protocol – HTTP/1.0)
- RFC 2616 (Hypertext Transfer Protocol – HTTP/1.1)
- HyperText Transfer Protocol 1.1, Uni-Frankfurt
- HTTP Anfrage- und Antwort-Header ansehen
- Beschreibung der HTTP-Header
- Beschreibung der HTTP Status-Codes
- Ein (Freeware) HTTP Protokoll Analysator
- Linkkatalog zum Thema HTTP bei curlie.org (ehemals DMOZ)