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@lukaspanni
lukaspanni committed Nov 30, 2023
1 parent 868890d commit c1400af
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205 changes: 142 additions & 63 deletions Material/Slides/02_HTTP_REST.md
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Expand Up @@ -19,17 +19,44 @@ plantuml-format: svg

# HTTP

## Hypertext Transfer Protocol (HTTP) - Grundlage des Web
## Hypertext Transfer Protocol (HTTP) - Grundlage des Web

- Übertragung von Daten zwischen Webbrowser und Webserver
- Übertragung von Daten zwischen Webbrowser und Webserver
- Textbasiertes Protokoll
- **Zustandsloses** Protokoll, Request-Response Prinzip
- Protokoll speichert keine Informationen!
- Jedes Request-Response-Paar ist unabhängig voneinander
- Erhöht Skalierbarkeit \rightarrow{} dazu später mehr
- ABER: Zustandsinformationen (z.B. Logindaten) müssen auf andere Art und Weise gespeichert werden

## HTTP Request - Response
## Kurze Historie: HTTP-Versionen

- 1996: **HTTP/1.0**
- 1999: **HTTP/1.1**
- Verschiedene Verbesserungen, z.B. Pipelining zur Reduktion von TCP-Verbindungen
- Einführung von optionalem "Host"-[[HTTP-Header|Header]]
- → ermöglicht Nutzung von einem physischen Server für mehrere Webseiten
- 2015: **HTTP/2**
- **Ziel**: Performanceverbesserungen und Optimierungen
- Volle Abwärtskompatibilität
- Multiplexing: mehrere Anfragen über eine Verbindung
- Server-initiierte Datenübertragung \rightarrow{} konnte sich nicht durchsetzen, seit Chrome 106 (September 2022) nicht mehr unterstützt

## HTTP-Versionen

- 2022: **HTTP/3**
- Neues Übertragungsprotokoll: **QUIC**
- Bei zuvor genutztem Multiplexing über TCP ist Head-of-Line-Blocking möglicht
- Bei Paketverlust müssen alle folgenden Pakete (aller gemultiplexten Streams) auf erneute Übertragung des Verlorenen warten
- Mehrere nutzt _unabhängige_ parallele Datenströme über UDP, Head-of-Line-Blocking betrifft jeweils nur einen Stream

## HTTP-Versionen - HTTP/3 vs. HTTP/2

![](media/HTTP3.png){height=65%}

_https://de.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol#/media/Datei:HTTP-2_vs._HTTP-3_Protocol_Stack.svg_

## HTTP Request - Response

**Request**:

Expand All @@ -39,7 +66,8 @@ Host: lukaspanni.de
Accept: */*
```
**Response**:

Response:

```
HTTP/1.1 200 OK
Expand All @@ -53,66 +81,129 @@ Date: Fri, 17 Nov 2023 12:26:59 GMT

## HTTP-Request - Aufbau

- Request besteht aus einzelnen Textzeilen, jeweils mit `<CR><LF>` (Zeilenumbruch) getrennt
- Request endet nach Leerzeile (= `<CR><LF><CR><LF>`)
- Request besteht aus einzelnen Textzeilen (Header), jeweils mit `<CR><LF>` (Zeilenumbruch) getrennt

- Headeesendet nach Leerzeile (= `<CR><LF><CR><LF>`)

- Erste Zeile: `<Methode> <Resource> <Protokoll><CR><LF>`
- Erste Zeile "Request-Line": `<Methode> <Resource> <Protokoll><CR><LF>`
- Methode: `GET`
- Resource: `/` (Hauptseite)
- Protokoll: `HTTP/1.1` (aktuellste Version 3, heute meist Version 2 eingesetzt)


## Verbreitung der HTTP-Versionen

![](https://blog.cloudflare.com/content/images/2023/06/download-3.png){height=80%}

_https://blog.cloudflare.com/content/images/2023/06/download-3.png_

## HTTP-Versionen
## HTTP Header

- 1996: **HTTP/1.0**
- 1999: **HTTP/1.1**
- Verschiedene Verbesserungen, z.B. Pipelining zur Reduktion von TCP-Verbindungen
- Einführung von optionalem "Host"-[[HTTP-Header|Header]]
- → ermöglicht Nutzung von einem physischen Server für mehrere Webseiten
- 2015: **HTTP/2**
- **Ziel**: Performanceverbesserungen und Optimierungen
- Volle Abwärtskompatibilität
- Multiplexing: mehrere Anfragen über eine Verbindung
- Server-initiierte Datenübertragung \rightarrow{} konnte sich nicht durchsetzen, seit Chrome 106 (September 2022) nicht mehr unterstützt
- Jede weitere Zeile im Request: `<Key>: <Value><CR><LF>`

- `Host: lukaspanni.de` \rightarrow{} Pflicht-Header ab HTTP/1.1
- Erlaubt virtuelle Hosts: mehrere Webseiten auf einem physischen Server (und einer IP)
- `Accept: */*` \rightarrow{} Format der Antwort egal

## HTTP-Versionen
- Viele weitere Standard Request-Header:
- User-Agent
- Accept-Encoding
- Accept-Language
- Cookie
- ...
- Steuern verschiedene Funktionen, dazu später mehr

- 2022: **HTTP/3**
- Neues Übertragungsprotokoll: **QUIC**
- Bei zuvor genutztem Multiplexing über TCP ist Head-of-Line-Blocking möglicht
- Bei Paketverlust müssen alle folgenden Pakete (aller gemultiplexten Streams) auf erneute Übertragung des Verlorenen warten
- Mehrere nutzt _unabhängige_ parallele Datenströme über UDP, Head-of-Line-Blocking betrifft jeweils nur einen Stream
## Adressierung im Web: Uniform Resource Locator (URL)

## HTTP-Versionen - HTTP/3 vs. HTTP/2
![](media/HTTP3.png){height=65%}
- Grundsätzlicher Aufbau: `<schema>:<schema-spezifisch>`
- HTTP: `http://<host>:<port>/<pfad>?<query>#<fragment>`
- `<host>`: der Domainname / die IP des angefragten Servers \rightarrow{} Host-Header
- `<port>`: TCP-Port des Webservers, HTTP 80 (HTTPS 443)
- `<pfad>`: Pfad zur Ressource (konkrete "Seite") \rightarrow{} erste Zeile des Requests
- `<query>`: Zusatzinformationen, z.B. Filter oder Anzeigeformate
- `<fragment>`: Verweis auf bestimmten Abschnitt einer Webseite z.B. [wikipedia.org/wiki/URL#Fragment](https://de.wikipedia.org/wiki/URL#Fragment)

_https://de.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol#/media/Datei:HTTP-2_vs._HTTP-3_Protocol_Stack.svg_
## HTTP Anfragemethoden

Verschiedene Methoden zum Ausdruck der _Semantik_

## HTTP Header
### Wichtige Methoden

- Jede weitere Zeile im Request: `<Key>: <Value>`
- `Host: lukaspanni.de` \rightarrow{} Pflicht-Header ab HTTP/1.1
- `Accept: */*` \rightarrow{} Format der Antwort egal
| **Methode** | **Beschreibung** |
| ----------- | --------------------------------- |
| **GET** | Ressource abrufen |
| **HEAD** | Header für Ressource abrufen |
| **POST** | Ressource erstellen |
| **PUT** | Ressource ersetzen |
| **DELETE** | Resource löschen |
| **OPTIONS** | Liste erlaubter Methoden anfragen |

- Viele weitere Standard Request-Header:
- User-Agent
- Accept-Encoding
- Accept-Language
- Cookie
- ...
- Steuern verschiedene Funktionen ...

## HTTP Request-Body

- z.B. für _POST_ und _PUT_ weitere Informationen benötigt
- Übertragung im optionalen **Body**
- Beginnt nach einer Leerzeile
- Darf beliebigen _Text_ enthalten

## HTTP Request - Response

Request:

```
GET / HTTP/1.1
Host: lukaspanni.de
Accept: */*
```

**Response**:

```
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Date: Fri, 17 Nov 2023 12:26:59 GMT
<!DOCTYPE html>
...
```

## HTTP-Response (Aufbau)

- Wie Request einzelne Textzeilen, jeweils mit `<CR><LF>` getrennt
- Erste Zeile "Status-Line": `<Version> <Status-Code><Status-Message>`
- Version: `HTTP/1.1`
- Status-Code: 200
- Status-Message: OK
- Danach folgt der Response-Body, Aufbau wie Request-Body


## HTTP Status Codes (Antwort)

Aufgeteilt in 5 Gruppen:

| **Bereich** | **Kategorie** | **Zweck** |
| ----------- | ------------- | ------------------------------------------------------------------------------- |
| 1xx | Informational | Informationen über den aktuellen Stand, kaum relevant |
| 2xx | Success | Request war erfolgreich |
| 3xx | Redirection | Client muss andere Seite aufrufen, Server teilt dem Client mit welche / Auswahl |
| 4xx | Client Error | Fehler, der Client ist schuld |
| 5xx | Server Error | Fehler, der Server ist schuld |

## HTTP Status Codes

![](media/HTTP_Status_Codes.png){height=70%}

## Wichtige HTTP Status Codes

- Erfolgreicher Request: 200 OK, enthält gewünschte Ressource
- Weiterleitung: 301 Moved Permanently, z.B. alte URL benutzt, HTTPS-Redirect
- Nicht erlaubt (Rechte nicht ausreichend): 403 Forbidden
- Nicht vorhanden: 404 Not Found

## HTTP Content Negotiation

- Feature das eine *automatische* Einigung auf ein Ausgabeformt ermöglicht
- Feature das eine _automatische_ Einigung auf ein Ausgabeformt ermöglicht
- Ermöglicht verschiedene _Repräsentationen_ für die gleiche _Ressource_
- Weitere Header für Sprache (`Accept-Language`) und Kodierung `Accept-Encoding`
- Format der Antwort über `ContentType`, `Language`, `Encoding` Header angegeben
Expand All @@ -122,7 +213,6 @@ _https://de.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol#/media/Datei:HTTP-2_v
- Angabe mehrerer Formate: z.B. `Accept: text/html,text/plain`
- Server gibt die Antwort im ersten untertützten Format zurück


## HTTP Content Negotiation

```{.plantuml height=50%}
Expand All @@ -132,47 +222,36 @@ Server->Client : 200 OK, ContentType: application/json

## HTTP Content Negotiation

- Agent-driven (Client entscheidet)
- Agent-driven (Client entscheidet)
- Gleicher Beginn, Server antwortet mit Liste verfügbarer Repräsentationen
- Client kann die am besten passende auswählen und anfragen

- Client kann die am besten passende auswählen und anfragen

```{.plantuml height=50%}
Client->Server : GET /; Accept: application/json, text/xml
Server->Client : 300 Multiple Choices; ...
Client->Server : GET /r1; Accept: application/json
Client->Server : GET /r1; Accept: application/json
Server->Client : 200 OK, ContentType: application/json
```


## HTTP Content Negotiation

- Beide Varianten haben Vor- und Nachteile

| | Nachteile | Vorteile |
| --- | --- | --- |
| Server-driven | gute Unterstzützung | Server kann nicht optimal entscheiden |
| Agent-driven | kein einheitliches Format | - Client kann die optimale Entscheidung treffen \newline - zusätzlicher Request notwendig |
| | **Nachteile** | **Vorteile** |
| ------------- | ------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------- |
| Server-driven | gute Unterstzützung | Server kann nicht optimal entscheiden |
| Agent-driven | kein einheitliches Format | - Client kann die optimale Entscheidung treffen \newline - zusätzlicher Request notwendig |



## HTTP Methoden

- Verschiedene Methoden zum Ausdruck der _Semantik_
### Wichtige Methoden
# REST

## REST?


| Methode | Beschreibung |
| ----------- | ---------------------------------- |
| **GET** | Ressource abrufen |
| **HEAD** | Header für Ressource abrufen |
| **POST** | Ressource erstellen |
| **PUT** | Ressource ersetzen |
| **DELETE** | Resource löschen |
| **OPTIONS** | Liste erlaubter Methoden anfragen |




## HTTP Status Codes

# REST
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