HTTP – Jak funguje Internet

Než začneme pracovat s internetem – ať už tvorbou vlastních stránek, nebo komunikací s existujícími službami, pojďme si přiblížit, co vlastně ten internet je a jak funguje.

Internet je celosvětová síť počítačů. Je to spousta laptopů, stolních počítačů, malých blikajících krabiček i obrovských blikajících skříní, které jsou navzájem propojeny pomocí kabelů (nebo i bezdrátově).

Samozřejmě není každé zařízení propojené s každým jiným zařízením – tolik kabelů by se na Zemi těžko vešlo. Spousta zařízení – hlavně tzv. routery a switche – ale umí přeposílat zprávy mezi sebou tak, že každý počítač může komunikovat s každým jiným počítačem. (Aspoň teoreticky – reálně je komunikace omezená např. kvůli bezpečnosti.)

Funguje to podobně jako pošta: když pošlu balíček z Brna do Melbourne, nedostane se tam přímo. Balíček poputuje třeba vlakem do Prahy, pak letadlem do hlavní pošty v Austrálii a odtud náklaďákem do Melbourne, kde ho doručovatel donese až k domu příjemce. A k naplánování celé téhle cesty stačí napsat na obálku krátkou adresu.

Podobně cestují informace v internetu: z laptopu přes Wi-Fi do routeru, odtud kabelem k poskytovateli připojení, tlustším kabelem do české „páteřní sítě“, podmořským kabelem třeba do Ameriky… a nakonec k počítači, se kterým jsem chtěl komunikovat.

Většinou můj laptop takhle komunikuje se serverem, počítačem, který se stará o sdělování informací. Každou webovou stránku spravuje takový server.

Webové adresy

Jak taková komunikace vypadá si ukážeme na příkladu – co se stane, když do prohlížeče zadám tuhle adresu:

http://naucse.python.cz/lessons/fast-track/http/

Taková webová adresa – technicky zvaná URL (Uniform Resource Locator, „jednotná adresa zdroje“) přesně určuje, jak se má prohlížeč dostat k informacím, které má zobrazit.

Začátek adresy, http://, je jméno protokolu (angl. protocol name). Protokol určuje způsob, jak se k daným informacím dostat. Protokolů existuje spousta, každý funguje trochu jinak a každý se používá na něco jiného: SMTP a POP pro e-mail, FTP pro přenos souborů, SSH pro ovládání počítačů. My se teď ale zaměříme na HTTP, který se typicky používá pro webové stránky.

Další část adresy, naucse.python.cz, je jméno serveru (angl. server name). Říká, kde prohlížeč najde dané informace.

Jméno serveru je jako poštovní adresa – existuje počítač, který se jmenuje naucse.python.cz, a každý internetový „pošťák“ ví, komu přeposlat zprávu, aby se k tomuto počítači nakonec dostala.

Poslední část URL, /lessons/fast-track/http/, je cesta (angl. path). Říká, co chceme od serveru dostat: jméno konkrétní webové stránky.

U jednodušších stránek to může být přímo jméno souboru, který má server uložený na disku – proto spousta adres na Webu končí příponou .html.

Požadavek a odpověď

K získání požadované stránky prohlížeč vytvoří požadavek (angl. request) – zprávu „Pošli mi prosím stránku /lessons/fast-track/http/“ – a pošle ho serveru naucse.python.cz.

Server požadavek dostane a vrátí odpověď (angl. response) – zprávu s obsahem dané stránky. Obsah je často webová stránka v jazyce HTML, který popisuje co na stránce je, kde jsou nadpisy a kde odstavce, jak má stránka vypadat, a tak dále. Ale v odpovědi může být místo stránky i cokoli jiného – obrázek, video, nebo jiná data.

Veškerá komunikace přes HTTP funguje právě takto: pošle se požadavek a přijde na něj odpověď.

A jak tyhle zprávy vypadají? Požadavek nějak takhle:

GET /lessons/fast-track/install/ HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Host: naucse.python.cz
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Fedora; Linux x86_64; rv:58.0) Gecko/20100101 Firefox/58.0

První řádek říká serveru: prosím, pošli mi (GET) stránku /lessons/fast-track/install/ s použitím protokolu HTTP verze 1.1. Další řádky jsou hlavičky (angl. headers). Říkají například kdo se ptá (User-Agent) a jaký obsah očekává (Accept). Většina hlaviček je nepovinná.

Odpověď pak může vypadat takto:

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: max-age=600
Connection: keep-alive
Content-Encoding: gzip
Content-Length: 3127
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Date: Tue, 20 Feb 2018 15:51:24 GMT
Last-Modified: Tue, 20 Feb 2018 15:20:08 GMT
Server: GitHub.com

<!doctype html>
  <html lang="cs">
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, shrink-to-fit=no">
        <title>
                Python a jeho knihovny: HTTP – Jak funguje Internet
…

První řádek říká: používáme protokol HTTP verze 1.1, a všechno je v pořádku (200 OK). Kromě 200 existují i další stavové kódy (angl. status codes). Známý je např. 404 „nenalezeno“.

Následují opět hlavičky – např. kdo odpovídá (Server), kdy byla stránka naposledy změněna (Last-Modified) a jak je odpověď zakódovaná: Content-Type: text/html říká, že je to stránka v jazyce HTML.

Hlavičky jsou ukončené volným řádkem, po kterém následuje samotný obsah odpovědi ve zmíněném jazyce HTML.

HTTP Metody

Komunikace ukázaná výše používala metodu GET, která slouží ke čtení informací. Když se takto prohlížeč na nějakou stránku zeptá, nic se na serveru nezmění. Prohlížeč si takovou stránku – nebo třeba obrázek či video – může dočasně uložit, a když bude potřeba znovu, použít uloženou verzi.

Některými požadavky ale stav serveru mění: například se přihlásí uživatel, nakoupí zboží v e-shopu nebo odešle zpráva do diskuse. Tyto požadavky používají místo GET jinou metodu (angl. method). Co přesně která metoda na jaké adrese dělá, to záleží na autorovi stránek. Často se používají tyto metody:

• GET načte informace,
• POST pošle na server informace, např. z formuláře, s cílem něco změnit nebo nastavit,
• PUT přidá novou stránku (nebo jiný objekt),
• DELETE něco smaže.

Seznam všech metod je ve specifikaci.

U složitějších požadavků se dají na server poslat i informace: webové formuláře se odesílají požadavkem, který používá metodu POST a vyplněné informace k dotazu „přilepí“ za hlavičky – stejným způsobem, jako se v odpovědi posílá HTML stránka.