HTTP チュートリアル

HTTP（ハイパーテキスト転送プロトコル、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確保することを目的として設計された、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、TCP/IP 通信プロトコルに基づいてデータ（HTML ファイル、画像ファイル、検索結果など）を転送するためのプロトコルです。

HTTP を設計する当初の目的は、HTML ページを公開および受信する方法を提供することでした。HTTP または HTTPS プロトコルを介して要求されるリソースは、統一資源識別子（Uniform Resource Identifiers、URI）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、ウェブページ、画像、音声ファイル、動画などがあります。

HTTP はクライアント・サーバーモデルを採用しており、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、以下の手順で構成されます。

  • 接続の確立：クライアントとサーバーの間に接続を確立します。従来の HTTP では、これは TCP/IP プロトコルに基づいています。近年の HTTP/2 および HTTP/3 では、より高度なトランスポート層プロトコルが使用されています。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）などです。

  • リクエストの送信：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（例：Accept、User-Agent）、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。

  • リクエストの処理：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見つけ、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、または単に静的ファイルを返すことが含まれる場合があります。

  • レスポンスの送信：サーバーは処理結果をレスポンスにカプセル化し、クライアントに送信します。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（例：Content-Type、Content-Length）、およびオプションのレスポンスボディ（例：HTML ページ、画像データ）が含まれます。

  • 接続の終了：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）が使用されている場合を除きます。

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 メソッドは以下のとおりです。

  • GET：サーバーから指定されたリソースを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、ページにアクセスするために使用されます。
  • POST：サーバーにリクエストボディ内のデータを受け入れて処理するよう要求します。通常、フォーム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対象リソースのすべての内容を置き換えるよう要求します。
  • DELETE：サーバーに指定されたリソースの削除を要求します。
  • HEAD：GET と似ていますが、リソースのコンテンツを取得せず、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レスポンスです。

ステータスコードは5つのカテゴリに分類されます。

  • 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後続の操作が必要です。
  • 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、リクエストを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を処理する過程で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ます。現在広く使用されているのは HTTP/1.1 と HTTP/2 で、HTTP/3 も徐々に普及しています。

  • HTTP/1.1：永続接続をサポートし、複数のリクエスト/レスポンスを同じ TCP 接続経由で転送できるようにし、接続の確立と終了のコストを削減します。
  • HTTP/2：バイナリフレームに基づき、マルチプレクシングをサポートし、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るようにします。
  • HTTP/3：QUIC プロトコルに基づいており、ネットワーク遅延の削減、転送速度とセキュリティの向上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。転送されるデータは暗号化されておらず、盗聴や改ざんの可能性があります。この問題を解決するために、HTTPS（次の章で詳しく説明します）が導入されました。つまり、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。

その他の拡張