本篇主要爲爲了實現WEB服務器，其中包含了HTTP協議的理解，以及TCP的三次握手、四次揮手等方面相關知識，同時還包含了關於web瀏覽器與服務器之間的通信過程。
一、web瀏覽器
通常在我們上網時會在瀏覽器的地址欄輸入網址，
①、瀏覽器首先要對URL進行解析，
②、隨後通過HTTP協議定義消息內容和步驟，即規定發送請求的格式;
③、根據服務器的域名通過操作系統下的解析器（DNS客戶端）向最近的DNS服務器發送請求獲取目標服務器的IP地址並存儲在指定的內存空間內，，通過操作系統下的協議棧以及socket庫將消息發送出去，
④、當服務器接收到請求消息會返回響應消息（該響應消息也是根據HTTP協議定義消息內容的格式）最後經過類似的過程返回給web瀏覽器。
接下來我們根據這幾個步驟進行解析：
1.瀏覽器怎麼對URL進行解析？
通常常用的訪問數據的機制有以下幾種：
HTTP協議：即 Hypertxt Transfer Protocal 超文本傳送協議)訪問Web服務器，例如：http://www.baidu.com/dir/file1.html
FTP協議：File Transfer Protocol,文件傳輸協議,主要用於文件的上傳和下載，例如：ftp://ftp.glasscom.com/dir/file1.html
File協議：本地文件傳輸協議，例如：file://localhost/c:path/file1.zip。
maito協議：該協議可以創建一個指向電子郵件地址的超級鏈接，通過該鏈接可以在Internet中發送電子郵件。例如：[email protected]等等
2、根據HTTP協議生成怎樣格式的請求消息和接收的響應消息？
需要我們需要知道的是：
HTTP協議：
我們知道服務端和客戶端之間進行通信過程便是：首先客戶端根據HTTP協議給服務端發送請求消息，隨後服務器給客戶端發送響應消息。那麼請求消息和響應消息具體是什麼樣的呢？
請求消息：
1 以下便是瀏覽器給服務器發送的請求消息
2 GET / HTTP/1.1
3 Host: www.baidu.com
4 Connection: keep-alive
5 Cache-Control: max-age=0
6 Upgrade-Insecure-Requests: 1
7 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0;Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.99Safari/537.36
8Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,/;q=0.8
9 Accept-Encoding: gzip, deflate, br
10 Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
接下來對這些信息進行解析：
第一部分：請求頭行，包含請求類型、URI、HTTP協議版本;
請求信息類型通常有：get、post、put等等;
第二部分：即緊跟第一行之後的，請求頭部，包含服務器所使用的說明信息;接下來解釋一下這些說明信息的意思：
1、host：請求web服務器的域名地址;
2、Connection: 表示是否持久連接;即keep-alive表示持久連接;
3、Cache-Control：指定請求和響應的緩存機制;no-cache（不能緩存）、no-store（在請求消息中發送將使得請求和響應消息都不使用緩存）、max-age（客戶機可以接收生存期不大於指定時間（以秒爲單位）的響應）、max-stale（客戶機可以接收超出超時期間的響應消息）、min-fresh（客戶機可以接收響應時間小於當前時間加上指定時間的響應）、only-if-cached等等;
4、User-Agent: HTTP協議運行的瀏覽器類型的詳細信息;比如：谷歌/67.0.3396.99
5、Accept: 指瀏覽器可以接收的內容類型;
6、Accept-Encoding： 客戶端瀏覽器可以支持的web服務器返回內容壓縮編碼類型;
7、Accept-Language：瀏覽器支持的語言類型，
8、Cookie: 某些網站爲了辨別用戶身份、進行 session 跟蹤而儲存在用戶本地終端上的數據（通常經過加密）;例如當我們上網時，某些網站能準確的推送我們想要的信息。
第三部分："\r\n" --> 分割header和body部分的分界線
響應消息：
1 HTTP/1.1 200 OK
2 Bdpagetype: 1
3 Bdqid: 0x8bda58760001baca
4 Cache-Control: private
5 Connection: Keep-Alive
6 Content-Encoding: gzip
7 Content-Type: text/html
8 Cxy_all:baidu+10412ee70bbb9e9eec33f3dbcb3e2df7
9 Date: Wed, 18 Jul 2018 03:26:13GMT
10 Expires: Wed, 18 Jul 2018 03:25:42 GMT
11 Server: BWS/1.1
12 Set-Cookie: BDSVRTM=0; path=/
13 Set-Cookie: BD_HOME=0; path=/
14 Set-Cookie: H_PS_PSSID=1435_21118_20929; path=/; domain=.baidu.com
15 Strict-Transport-Security: max-age=172800
16 Vary:Accept-Encoding
17 X-Ua-Compatible: IE=Edge,chrome=1
18 Transfer-Encoding: chunked
響應消息的解析：
第一部分：響應頭，包含：HTTP協議版本、狀態碼（1XX-告知請求處理進度和情況，2XX-成功，3XX-表示需要進一步操作，4XX-客戶端錯誤;5XX-服務器錯誤;）
第二部分：響應頭部，包含服務器發送的附加信息;這裏針對幾個重要的進行解析說明：https://www.cnblogs.com/mylanguage/p/5689879.html-->有詳細說明。
第三部分："\r\n" --分割header和body的分割線
第四部分：包含服務器向客戶端發送的數據。
以上就請求消息和響應消息的內容格式，由瀏覽器或者客戶端將信息根據HTTP協議轉換而來。
3、怎麼根據域名獲取服務器的IP地址？
首先web瀏覽器會調用操作系統下的解析器即DNS客戶端，隨後由解析器發送請求給最近的DNS服務器（發送過程與C/S架構模型一樣），若所需域名不在最近的DNS服務器，則由該服務器向域的DNS服務器發送詢查消息，若該域名不在根域DNS服務器上，則讓最近DNS服務器向其下級域發送詢查消息，以此遞歸便能查找到該域名所在域的DNS服務器，最後由請求的DNS服務器發送響應消息到最近的DNS服務器，得到該域名的IP地址;
同時DNS服務器有一個緩存功能，可以記住之前查詢過的域名，如果所查詢的域名和相關信息已經在緩存中，那麼久可以直接返回響應。
二、TCP的三次握手和四次揮手
首先我們需要知道在客戶端與服務器基於TCP協議建立聯繫時需要經過三次握手，而在斷開連接時需經歷四次揮手的過程，那麼我們來看一下該過程是怎樣的？
三次握手：
解析：
首先服務器通常是處於監聽的狀態，而客戶端通常是主動建立連接的一方，即
1、TCP服務器進程先創建傳輸控制塊TCB，時刻準備接受客戶進程的連接請求，此時服務器就進入了LISTEN（監聽）狀態;
2、TCP客戶進程也是先創建傳輸控制塊TCB，然後向服務器發出連接請求報文，這是報文首部中的同部位SYN=1，同時選擇一個初始序列號 seq=x ，此時，TCP客戶端進程進入了 SYN-SENT（同步已發送狀態）狀態。TCP規定，SYN報文段（SYN=1的報文段）不能攜帶數據，但需要消耗掉一個序號。
3、TCP服務器收到請求報文後，如果同意連接，則發出確認報文。確認報文中應該 ACK=1，SYN=1，確認號是ack=x+1，同時也要爲自己初始化一個序列號 seq=y，此時，TCP服務器進程進入了SYN-RCVD（同步收到）狀態。這個報文也不能攜帶數據，但是同樣要消耗一個序號。
4、TCP客戶進程收到確認後，還要向服務器給出確認。確認報文的ACK=1，ack=y+1，自己的序列號seq=x+1，此時，TCP連接建立，客戶端進入ESTABLISHED（已建立連接）狀態。TCP規定，ACK報文段可以攜帶數據，但是如果不攜帶數據則不消耗序號。
5、當服務器收到客戶端的確認後也進入ESTABLISHED狀態，此後雙方就可以開始通信了。
四次揮手：
同時我們需要知道的是：通常服務器不會主動斷開連接，而是客戶端主動斷開連接。
1、客戶端進程發出連接釋放報文，並且停止發送數據。釋放數據報文首部，FIN=1，其序列號爲seq=u（等於前面已經傳送過來的數據的最後一個字節的序號加1），此時，客戶端進入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀態。 TCP規定，FIN報文段即使不攜帶數據，也要消耗一個序號。
2、服務器收到連接釋放報文，發出確認報文，ACK=1，ack=u+1，並且帶上自己的序列號seq=v，此時，服務端就進入了CLOSE-WAIT（關閉等待）狀態。TCP服務器通知高層的應用進程，客戶端向服務器的方向就釋放了，這時候處於半關閉狀態，即客戶端已經沒有數據要發送了，但是服務器若發送數據，客戶端依然要接受。這個狀態還要持續一段時間，也就是整個CLOSE-WAIT狀態持續的時間。
3、客戶端收到服務器的確認請求後，此時，客戶端就進入FIN-WAIT-2（終止等待2）狀態，等待服務器發送連接釋放報文（在這之前還需要接受服務器發送的最後的數據）。
4、服務器將最後的數據發送完畢後，就向客戶端發送連接釋放報文，FIN=1，ack=u+1，由於在半關閉狀態，服務器很可能又發送了一些數據，假定此時的序列號爲seq=w，此時，服務器就進入了LAST-ACK（最後確認）狀態，等待客戶端的確認。
5、客戶端收到服務器的連接釋放報文後，必須發出確認，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列號是seq=u+1，此時，客戶端就進入了TIME-WAIT（時間等待）狀態。注意此時TCP連接還沒有釋放，必須經過2
6、服務器只要收到了客戶端發出的確認，立即進入CLOSED狀態。同樣，撤銷TCB後，就結束了這次的TCP連接。可以看到，服務器結束TCP連接的時間要比客戶端早一些。
三、實現web靜態服務器
直接看示例：
import socket
import re
def server_client(server_client_socket):
"""接收來自瀏覽器的數據和發送報文""" # 對接收到的請求消息進行解析request = server_client_socket.recv(1024).decode("utf-8")# 請求消息頭部格式大概爲 ： GET /index.html HTTP/1.1 request_lines = request.splitlines() # 將接收到的信息按行分割，並返回列表ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])# 若正則表達式匹配成功有返回值，則檢測是由爲 "/"或者空字符，則設置默認文件爲/index.html文件if ret:filename = ret.group(1)if filename == "/" or filename == "": filename = "/index.html"# print(request)respone = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"respone += "\r\n"# respone += "
hello world
" # 檢測服務器中是否有該文件，有則發生內容，無則返回錯誤 try: f = open("html"+ filename, "rb")except: respone = "HTTP/1.1 404 Not found file\r\n"respone += "\r\n"respone += "
Not found File
"respone = respone.encode("utf-8")else: file_content = f.read() f.close() respone = respone.encode("utf-8") + file_content # 字節之間的拼接server_client_socket.send(respone)server_client_socket.close()def main():# 1、創建套接字對象server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)# 2、綁定本地信息server_socket.bind(("", 6969))# 3、監聽server_socket.listen(128)while True:# 4、等待客戶端連接server_client_socket, client_addr = server_socket.accept()# 5、服務客戶端server_client(server_client_socket) server_socket.close()if name == "main": main()