HTTP チュートリアル

HTTP（HyperText Transfer Protocol）は、分散型、協調型、ハイパーメディア情報システムのためのアプリケーション層プロトコルです。

HTTP は、ワールドワイドウェブ（WWW）のデータ通信の基盤であり、クライアントとサーバー間の通信を保証することを目的として設計され、インターネット上で最も一般的に使用されるプロトコルの1つです。

HTTP は、データ（HTML ファイル、画像ファイル、クエリ結果など）を転送するための TCP/IP 通信プロトコルに基づいています。

HTTP の当初の設計目的は、HTMLページを公開および受信する方法を提供することであり、HTTP または HTTPS プロトコルを介して要求されるリソースは、URI（Uniform Resource Identifiers）によって識別されます。

HTTP のリクエスト-レスポンス

HTTP の基本的な動作原理は、クライアント（通常はWebブラウザ）がサーバーにリクエストを送信し、サーバーがリクエストを受信した後、対応するリソースを返すことです。これらのリソースには、Webページ、画像、音声ファイル、ビデオなどがあります。

HTTP はクライアント-サーバーモデルを使用しており、クライアントがリクエストを送信し、サーバーがレスポンスを返します。

HTTP のリクエスト-レスポンスモデルは、通常、次の手順で構成されます。

  • 接続を確立する：クライアントとサーバー間の接続を確立します。従来の HTTP では、これは TCP/IP プロトコルに基づいています。最近の HTTP/2 と HTTP/3 では、より高度なトランスポート層プロトコル、例えば TCP ベースのバイナリプロトコル（HTTP/2）や UDP ベースの QUIC プロトコル（HTTP/3）を使用しています。

  • リクエストを送信する：クライアントはサーバーにリクエストを送信します。リクエストには、アクセスするリソースの URL、リクエストメソッド（GET、POST、PUT、DELETE など）、リクエストヘッダー（Accept、User-Agent など）、およびオプションのリクエストボディ（POST または PUT リクエストの場合）が含まれます。

  • リクエストを処理する：サーバーはリクエストを受信した後、リクエスト内の情報に基づいて対応するリソースを検索し、対応する処理操作を実行します。これには、データベースからデータを取得する、動的コンテンツを生成する、静的ファイルをそのまま返すなどが含まれます。

  • レスポンスを送信する：サーバーは処理結果をレスポンスにカプセル化し、クライアントに送り返します。レスポンスには、ステータスコード（リクエストの成功または失敗を示す）、レスポンスヘッダー（Content-Type、Content-Length など）、およびオプションのレスポンスボディ（HTML ページ、画像データなど）が含まれます。

  • 接続を閉じる：リクエスト-レスポンスサイクルが完了した後、クライアントとサーバー間の接続は閉じることができます。ただし、永続接続（HTTP/1.1 の keep-alive など）を使用している場合は除きます。

HTTP メソッド

HTTP メソッドは、クライアントがサーバー上のリソースに対して実行できるアクションを指定します。

主な HTTP メソッドは次のとおりです。

  • GET：指定されたリソースをサーバーから取得するリクエストです。これは最も一般的なメソッドで、ページへのアクセスに使用されます。
  • POST：サーバーにリクエストボディ内のデータの受け入れと処理を要求します。通常、フォームの送信に使用されます。
  • PUT：サーバーにリソースを保存し、リクエストボディの内容でターゲットリソースのすべての内容を置き換えることを要求します。
  • DELETE：指定されたリソースの削除をサーバーに要求します。
  • HEAD：GET と似ていますが、リソースのコンテンツは取得せず、レスポンスヘッダー情報のみを取得します。

HTTP ステータスコード

HTTP ステータスコードは、クライアントのリクエストに対するサーバーの応答です。

ステータスコードは5つのクラスに分類されます。

  • 1xx（情報ステータスコード）：受信したリクエストが処理中であることを示します。
  • 2xx（成功ステータスコード）：リクエストが正常に処理されたことを示します。
  • 3xx（リダイレクトステータスコード）：このリクエストを完了するには追加の操作が必要です。
  • 4xx（クライアントエラーステータスコード）：リクエストに構文エラーが含まれているか、完了できないことを示します。
  • 5xx（サーバーエラーステータスコード）：サーバーがリクエストの処理中にエラーが発生しました。

HTTP バージョン

HTTP には複数のバージョンがあり、現在広く使用されているのは HTTP/1.1 と HTTP/2、そして徐々に普及している HTTP/3 です。

  • HTTP/1.1：永続接続をサポートし、複数のリクエスト/レスポンスが同じ TCP 接続を介して転送できるようにし、接続の確立と切断のコストを削減します。
  • HTTP/2：バイナリフレーミングに基づき、マルチプレクシングをサポートします。単一の HTTP/2 接続を介して、複数の独立した双方向の通信を同時に開始できます。
  • HTTP/3：QUIC プロトコルに基づいており、ネットワーク遅延を減らし、転送速度とセキュリティを向上させることを目的としています。

セキュリティ

HTTP 自体は安全ではありません。転送されるデータが暗号化されていないため、傍受や改ざんがされる可能性があります。この問題を解決するために、HTTPS（次の章で詳しく説明）が導入されました。HTTPS は HTTP に SSL/TLS プロトコルを追加し、データ転送に暗号化と認証を提供します。

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