TCP, UDP e HTTP: messaggi, metodi, cookie e cache

Protocolli di trasporto Internet

Oggi si usano principalmente due protocolli di layer 4 per trasferire i pacchetti:

• Transmission Control Protocol (TCP):

  • necessità di creare una connessione tra host;
  • garantisce che l’altro host riceva i dati in maniera ordinata;
  • controllo di flusso: il destinatario specifica quanti byte il mittente può inviare;
  • controllo della congestione: invia meno dati quando la rete è sovraccaricata;

• User Datagram Protocol (UDP):

  • trasferimento di dati inaffidabile;
  • non offre alcuna garanzia sull’arrivo dei dati all’altro host;
  • utile in applicazioni che richiedono bassa latenza;

HTTP

https://developer.mozilla.org/docs/Web/HTTP

Il protocollo HTTP è stato proposto da Tim Berners-Lee ed oggi è il protocollo che governa la maggior parte dei trasferimenti di dati sul web.

Una pagina web è formata da un file di base in formato HTML (HyperText Markup Language), che può includere riferimenti a diversi oggetti.

Ogni oggetto è referenziato da un URL (Uniform Resource Locator).

Il protocollo HTTP si basa su un modello client-server: il client invia richieste al server e quest’ultimo risponde. Al di sotto usa il protocollo TCP per inviare i dati; di solito il server ascolta sulla porta 80.

HTTP è un protocollo stateless: il server non mantiene informazioni sulle richieste fatte dal client. Se c’è bisogno di implementare sessioni è necessario farlo al di sopra del protocollo.

Note

Per migliorare la performance, di solito i server lasciano la connessione TCP aperta in modo che i client possano riutilizzarla per evitare l’overhead di apertura per ogni richiesta.

Tipologie di messaggio

HTTP è un protocollo testuale (usa caratteri ASCII) e distingue tra due tipi di messaggi. Ogni riga del messaggio è separata da un carriage return + line feed (\r\n).

• messaggio di richiesta:

  GET /some-file HTTP/1.1
  Host: example.com

  La prima riga specifica, in ordine, il metodo, il path e la versione HTTP. Poi seguono una o più righe di header in formato header-name: header-value.

  La fine della sezione degli header è segnalata da una riga vuota; tutto ciò che viene dopo è arbitrario e rappresenta il corpo della richiesta.

• messaggio di risposta:

  HTTP/1.1 200 OK
  Content-Length: 678
  Content-Type: text/html
  
  <!DOCTYPE html>
  <html lang="en">
  ...

  Qui la prima riga specifica la versione HTTP, il codice di stato e la frase di stato. Poi il resto funziona come nella richiesta.

Tip

Il nome degli header è case insensitive, quindi non importa se si usano lettere maiuscole o minuscole.

Metodi

https://developer.mozilla.org/docs/Web/HTTP/Reference/Methods

I metodi HTTP più usati sono:

• GET: richiede una risorsa dal server. Dovrebbe essere idempotente, ovvero non dovrebbe modificare dati sul server.
• POST: crea una risorsa nel server.
• HEAD: chiede una risposta identica a quella di un GET, ma senza il corpo di risposta.
• PUT: rimpiazza una risorsa sul server.
• DELETE: richiede al server di cancellare la risorsa specificata.

Altri metodi meno comuni sono CONNECT, OPTIONS, TRACE, PATCH.

Codici di stato

Esistono molti codici numerici che indicano una specifica condizione del server. Sono raggruppati in cinque classi in base alla prima cifra:

• 1xx: informazioni;
• 2xx: successo;
• 3xx: reindirizzamento;
• 4xx: errore del client;
• 5xx: errore del server.

Per l’elenco completo:

• https://developer.mozilla.org/docs/Web/HTTP/Reference/Status
• https://http.cat

Cookies

https://developer.mozilla.org/docs/Web/HTTP/Guides/Cookies

I cookie sono un meccanismo integrato in HTTP che permette al server di identificare un client, rendendo il protocollo meno stateless.

1. Quando un client fa una richiesta, il server può aggiungere alla risposta uno o più header set-cookie.
2. Il client legge i loro valori e li conserva da qualche parte.
3. Alla richiesta successiva il client dovrebbe includere tutti i cookie inviati dal server nell’header cookie.

Proxy e cache

Un proxy è un server a cui i client si connettono invece di collegarsi direttamente al server originale.

Il server proxy può:

• filtrare richieste a siti web dannosi;
• mantenere risposte del server in cache per diminuire il carico sulla rete;

GET condizionale

Al giorno d’oggi i browser tengono in memoria alcuni file, in modo da non doverli riscaricare dal server quando la pagina viene ricaricata.

Problema: come tenere questi file aggiornati?

Esiste un particolare header HTTP che permette di eseguire l’invalidazione della cache sul client. Quando esso invia una richiesta al server, può includere l’header If-Modified-Since. Se l’oggetto sul server è più nuovo, allora quest’ultimo lo invierà nella risposta; altrimenti può inviare una risposta vuota con codice di stato 304 (Not Modified).