Che cos'è il protocollo HTTP?

Modello Client-Server

HTTP segue un modello client-server, dove il client invia una richiesta al server e il server risponde con la risorsa richiesta. Il client è solitamente un browser web e il server è un computer che ospita un sito web. Quando inserisci un URL nella barra degli indirizzi del tuo browser, il browser invia una richiesta HTTP al server, che poi restituisce la pagina web richiesta come risposta HTTP.

Ecco un esempio di come funziona il modello client-server:

1. Inserisci https://www.example.com nel tuo browser web.
2. Il browser (client) invia una richiesta HTTP al server che ospita www.example.com.
3. Il server elabora la richiesta e invia una risposta HTTP contenente il contenuto HTML della pagina web richiesta.
4. Il browser riceve la risposta e visualizza il contenuto HTML.

Formato di Richiesta e Risposta HTTP

HTTP utilizza un formato in testo chiaro per richieste e risposte, rendendolo facile da comprendere e utilizzare per gli sviluppatori. Ogni richiesta e risposta HTTP è composta da un header e un body facoltativo. L'header contiene dati sulla richiesta o risposta, come il tipo di contenuto, mentre il body contiene i dati effettivi che vengono trasferiti.

Una richiesta HTTP include solitamente i seguenti componenti:

Una risposta HTTP include i seguenti componenti:

Protocollo Stateless

HTTP è un protocollo stateless, il che significa che ogni coppia richiesta-risposta è indipendente dalle precedenti o successive. Questo permette scalabilità e flessibilità nelle applicazioni web, poiché i server possono gestire più richieste da diversi client contemporaneamente senza dover tenere traccia delle interazioni precedenti.

Tuttavia, molte applicazioni web richiedono il mantenimento dello stato tra le richieste, come l'autenticazione dell'utente o i dati del carrello della spesa. Per risolvere questo problema, gli sviluppatori utilizzano tecniche come cookie, sessioni e token per memorizzare e trasferire informazioni di stato tra client e server.

Metodi di Richiesta HTTP

I metodi di richiesta HTTP, noti anche come verbi HTTP, mostrano l'azione da eseguire sulla risorsa. I metodi HTTP più utilizzati sono:

1. GET: Ottiene una risorsa dal server. Le richieste GET dovrebbero solo ottenere dati e non modificarli.

   • Esempio: Ottenere una pagina web, ottenere dati da un endpoint API o scaricare un file.
   • URL di esempio: https://api.example.com/users/123

2. POST: Invia dati da elaborare al server. Questo metodo è spesso utilizzato per creare una nuova risorsa o inviare dati a un server.

   • Esempio: Inviare un modulo, creare un nuovo account utente o pubblicare un commento su un blog.
   • URL di esempio: https://api.example.com/users

3. PUT: Aggiorna una risorsa sul server. Se la risorsa non esiste, il server può crearla.

   • Esempio: Aggiornare il profilo di un utente o sostituire un documento.
   • URL di esempio: https://api.example.com/users/123

4. DELETE: Rimuove una risorsa dal server.

   • Esempio: Eliminare un account utente, rimuovere un post del blog o annullare un ordine.
   • URL di esempio: https://api.example.com/users/123

Altri metodi HTTP meno utilizzati includono HEAD, OPTIONS, PATCH e TRACE.

Header della Richiesta HTTP

Gli header della richiesta HTTP permettono al client di aggiungere più informazioni sulla richiesta. Gli header sono coppie chiave-valore che forniscono metadati sulla richiesta e aiutano il server a capire come elaborarla. Alcuni header comuni della richiesta HTTP sono:

1. User-Agent: Indica l'applicazione client che effettua la richiesta, come un browser web o un'app mobile.

   • Esempio: User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:93.0) Gecko/20100101 Firefox/93.0

2. Accept: Mostra i tipi di contenuto accettabili per la risposta, come text/html, application/json o image/jpeg.

   • Esempio: Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8

3. Content-Type: Indica il tipo di dati nel body della richiesta, come application/x-www-form-urlencoded o application/json.

   • Esempio: Content-Type: application/json

4. Authorization: Contiene credenziali per autenticare il client, come un bearer token o basic authentication.

   • Esempio: Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...

Altri header possono fornire informazioni su caching, cookie e altri aspetti della richiesta.

Body della Richiesta HTTP

Il body della richiesta HTTP contiene dati inviati dal client al server. È tipicamente utilizzato con richieste POST e PUT per inviare dati che verranno aggiunti o aggiornati sul server.

Il body della richiesta può includere vari tipi di dati, come:

1. Dati del modulo: Coppie chiave-valore inviate quando si inviano moduli HTML.

   • Esempio: username=john_doe&password=secret

2. JSON (JavaScript Object Notation): Un formato dati leggero comunemente utilizzato nelle API web.

   • Esempio:

     {
       "name": "John Doe", 
       "age": 30,
       "email": "john@example.com"
     }
     

3. XML (eXtensible Markup Language): Un linguaggio di markup per codificare documenti in un formato leggibile sia da esseri umani che da macchine.

   • Esempio:

     <user>
       <name>John Doe</name>
       <age>30</age>
       <email>john@example.com</email>
     </user>
     

4. Dati binari: File, immagini o altri dati non testuali.

   • Esempio: Caricare un'immagine del profilo o un documento PDF.

L'header Content-Type viene utilizzato per indicare il formato dei dati nel body della richiesta, così il server sa come elaborarli.

Codici di Stato HTTP

I codici di stato HTTP sono numeri a tre cifre che mostrano il risultato della richiesta HTTP. Sono raggruppati in cinque classi:

1. 1xx (Informativo): La richiesta è stata ricevuta e il server sta continuando il processo.

   • Esempio: 100 Continue, che significa che il client dovrebbe continuare con la sua richiesta.

2. 2xx (Successo): La richiesta è stata ricevuta, compresa e accettata con successo.

   • Esempio: 200 OK, che significa che la richiesta è riuscita e la risorsa richiesta è nel body della risposta.

3. 3xx (Reindirizzamento): È necessaria un'azione ulteriore per completare la richiesta.

   • Esempio: 301 Moved Permanently, che significa che alla risorsa richiesta è stato assegnato un nuovo URL permanente e i riferimenti futuri dovrebbero utilizzare il nuovo URL.

4. 4xx (Errore del Client): La richiesta contiene sintassi errata o non può essere soddisfatta.

   • Esempio: 404 Not Found, che significa che il server non ha trovato la risorsa richiesta.

5. 5xx (Errore del Server): Il server non è riuscito a soddisfare una richiesta apparentemente valida.

   • Esempio: 500 Internal Server Error, che significa che il server ha riscontrato una condizione imprevista che gli ha impedito di soddisfare la richiesta.

Ecco alcuni codici di stato HTTP comuni e le loro descrizioni:

Header della Risposta HTTP

Gli header della risposta HTTP forniscono più metadati sulla risposta. Forniscono informazioni sul server, i dati della risposta, le direttive di caching e altro. Alcuni header comuni della risposta HTTP includono:

1. Content-Type: Specifica il tipo di media del body della risposta, come text/html, application/json o image/jpeg.

   • Esempio: Content-Type: text/html; charset=UTF-8

2. Content-Length: Indica la dimensione del body della risposta in byte.

   • Esempio: Content-Length: 1024

3. Cache-Control: Fornisce direttive di caching per la risposta, come per quanto tempo la risposta può essere memorizzata nella cache e da chi.

   • Esempio: Cache-Control: max-age=3600, public

4. Set-Cookie: Invia cookie dal server al client, che possono essere utilizzati per mantenere lo stato o tracciare le sessioni degli utenti.

   • Esempio: Set-Cookie: session_id=abc123; Expires=Wed, 21 Oct 2023 07:28:00 GMT; Path=/

Ecco alcuni altri header di risposta comuni e le loro descrizioni:

Esempio pratico: Quando scarichi un file da un server web, l'header Content-Disposition può essere utilizzato per specificare che il file dovrebbe essere scaricato invece di essere visualizzato nel browser. Questo header potrebbe apparire così: Content-Disposition: attachment; filename="example.pdf".

Body della Risposta HTTP

Il body della risposta HTTP contiene i dati effettivi che vengono inviati al client. Questo può includere vari tipi di dati, come:

1. HTML (Hypertext Markup Language): Il linguaggio di markup standard per creare pagine web.

   • Esempio:

     <!DOCTYPE html>
     <html>
       <head>
         <title>Pagina di Esempio</title>
       </head>
       <body>
         <h1>Ciao, Mondo!</h1>
         <p>Questa è una pagina HTML di esempio.</p>
       </body>
     </html>
     

2. JSON (JavaScript Object Notation): Un formato di interscambio dati leggero, facile da leggere e scrivere per gli esseri umani e facile da analizzare e generare per le macchine.

   • Esempio:

     {
       "name": "John Doe",
       "age": 30,
       "email": "john@example.com"
     }
     

3. Immagini: Dati binari che rappresentano contenuti visivi, come file JPEG, PNG o GIF.

4. Altri formati di dati: XML, CSV, testo semplice o qualsiasi altro formato dati supportato dal server e dal client.

Esempio pratico: Quando utilizzi un'app meteo sul tuo smartphone, probabilmente invia una richiesta HTTP a un'API meteo. Il body della risposta dell'API potrebbe contenere dati JSON con informazioni meteo attuali, come temperatura, umidità e velocità del vento, che l'app poi analizza e visualizza in un formato facile da usare.

HTTP/1.0 e HTTP/1.1

HTTP/1.0, rilasciato nel 1996, ha aggiunto la funzionalità base richiesta-risposta che è il fondamento della comunicazione web. Tuttavia, aveva alcune limitazioni, come la necessità di una nuova connessione TCP per ogni richiesta, che poteva portare a problemi di prestazioni.

HTTP/1.1, rilasciato nel 1999, ha risolto molti dei problemi di HTTP/1.0 e ha aggiunto diverse nuove funzionalità:

1. Connessioni Persistenti: HTTP/1.1 ha aggiunto connessioni persistenti, permettendo l'invio di più richieste e risposte su una singola connessione TCP. Questo ha ridotto il sovraccarico della creazione di nuove connessioni per ogni richiesta, migliorando le prestazioni.

   Esempio: Una pagina web con 10 immagini usando HTTP/1.0 avrebbe bisogno di 11 connessioni TCP separate (una per l'HTML e una per ogni immagine), mentre HTTP/1.1 può caricare tutte le risorse usando una singola connessione.

2. Pipelining: HTTP/1.1 ha aggiunto supporto per il pipelining, che permette ai client di inviare più richieste senza aspettare le risposte precedenti. Questo può ridurre la latenza e migliorare le prestazioni, specialmente per connessioni ad alta latenza.

   Esempio: Un client può inviare richieste per più risorse (ad es. CSS, JavaScript, immagini) rapidamente, e il server può elaborarle contemporaneamente, riducendo il tempo totale di caricamento.

3. Caching Migliorato: HTTP/1.1 ha aggiunto nuovi meccanismi di caching, come gli header Cache-Control e ETag, che forniscono un miglior controllo su come le risposte vengono memorizzate nella cache da client e server.

   Esempio: L'header Cache-Control: max-age=3600 dice al client o ai server di memorizzare la risposta nella cache fino a un'ora, riducendo la necessità di richieste ripetute.

HTTP/1.1 è ampiamente utilizzato e supporta varie ottimizzazioni delle prestazioni, rendendolo la versione più comune di HTTP utilizzata oggi.

HTTP/2

HTTP/2, rilasciato nel 2015, è un cambiamento importante del protocollo HTTP che si concentra sul miglioramento delle prestazioni e sulla riduzione della latenza. Mentre HTTP/2 mantiene la stessa semantica di HTTP/1.1, aggiunge diverse nuove funzionalità:

1. Multiplexing: HTTP/2 permette l'invio di più richieste e risposte contemporaneamente su una singola connessione TCP. Questo elimina la necessità di più connessioni e riduce l'impatto della latenza di rete.

   Esempio: Una pagina web con 50 risorse può essere caricata usando una singola connessione, con richieste e risposte inviate contemporaneamente, risultando in tempi di caricamento della pagina più veloci.

2. Compressione degli Header: HTTP/2 utilizza la compressione HPACK per ridurre il sovraccarico dell'invio di informazioni di header ridondanti. Questo può ridurre significativamente la quantità di dati trasferiti, specialmente per richieste con molti header.

   Esempio: Header ripetuti come User-Agent, Accept e Cookie possono essere compressi, riducendo la dimensione totale degli header di richiesta e risposta.

3. Server Push: HTTP/2 aggiunge il server push, che permette ai server di inviare risorse ai client prima che siano richieste. Questo può migliorare le prestazioni eliminando la necessità per i client di inviare richieste separate per ogni risorsa.

   Esempio: Quando un client richiede una pagina HTML, il server può inviare file CSS, JavaScript e immagini correlati, eliminando la necessità per il client di scoprire e richiedere queste risorse separatamente.

4. Binary Framing: HTTP/2 utilizza un livello di framing binario per avvolgere e inviare dati, rendendolo più efficiente e meno soggetto a errori rispetto al formato basato su testo utilizzato in HTTP/1.1.

HTTP/2 è progettato per essere retrocompatibile con HTTP/1.1, permettendo ai server di supportare entrambe le versioni contemporaneamente. Molti browser web moderni e server web supportano HTTP/2, e il suo utilizzo continua a crescere man mano che più siti web e applicazioni web sfruttano i suoi vantaggi in termini di prestazioni.

HTTPS (HTTP Secure)

HTTPS (HTTP Secure) è un'estensione di HTTP che utilizza SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) per creare una connessione criptata tra il client e il server. HTTPS fornisce diversi vantaggi in termini di sicurezza:

1. Crittografia: HTTPS cripta tutti i dati inviati tra il client HTTP e il server HTTP, impedendo a parti non autorizzate di leggere informazioni sensibili, come password, numeri di carte di credito e dati personali.

   Esempio: Quando invii un modulo di login su HTTPS, il nome utente e la password vengono criptati, rendendo difficile per gli aggressori rubare le credenziali anche se intercettano il traffico di rete.

2. Autenticazione: HTTPS permette ai client di verificare l'identità del server con cui stanno comunicando, prevenendo attacchi man-in-the-middle e assicurando che il server sia reale e non un impostore.

   Esempio: Quando ti connetti al sito web di una banca, HTTPS verifica che il client stia comunicando con il vero server della banca e non con un server falso creato da aggressori.

3. Integrità: HTTPS verifica che i dati inviati tra il client e il server non siano stati modificati o alterati in transito, mantenendo l'integrità delle informazioni.

   Esempio: Quando scarichi un aggiornamento software su HTTPS, l'integrità del file scaricato viene verificata, assicurando che non sia stato modificato da aggressori.

Per abilitare HTTPS, i server devono ottenere un certificato SSL/TLS da una Certificate Authority (CA) fidata. Questo certificato contiene informazioni sull'identità del server e viene utilizzato per creare una connessione sicura con i client.

Quando un client HTTP si connette a un server HTTPS, il server invia il suo certificato SSL/TLS al client. Il client verifica l'autenticità del certificato e, se valido, utilizza la chiave pubblica nel certificato per creare una connessione sicura e criptata con il server.

HTTPS è importante per proteggere dati sensibili e garantire privacy e sicurezza sul web. È ampiamente utilizzato per siti web di e-commerce, online banking e qualsiasi altra applicazione web che gestisce informazioni confidenziali.

Ruolo di HTTP nelle applicazioni web

HTTP è il protocollo principale per la comunicazione tra browser web e server. Quando un utente interagisce con un'applicazione web, il suo browser web invia richieste HTTP al server, che poi elabora le richieste e invia risposte HTTP con i dati richiesti o il risultato di un'azione.

Gli sviluppatori web utilizzano HTTP per:

1. Ottenere e mostrare pagine web: Quando un utente va su una pagina web, il browser web invia una richiesta HTTP GET al server, che risponde con i file HTML, CSS e JavaScript necessari per mostrare la pagina.

2. Inviare ed elaborare dati del modulo: Quando un utente invia un modulo, il browser web invia una richiesta HTTP POST con i dati del modulo al server. Il server elabora i dati e invia una risposta, come un messaggio di successo o una pagina con i risultati dell'invio del modulo.

3. Verificare gli utenti e gestire le sessioni: Le richieste e risposte HTTP possono includere token di autenticazione o cookie di sessione per verificare l'identità di un utente e mantenere il suo stato di login su più pagine.

4. Permettere l'elaborazione lato server: Le applicazioni web spesso dipendono dall'elaborazione lato server per eseguire compiti come ottenere dati da database, elaborare pagamenti o creare contenuto dinamico. Le richieste HTTP attivano queste azioni lato server e i risultati vengono inviati nelle risposte HTTP.

Librerie e strumenti HTTP

Per lavorare con HTTP nello sviluppo web, i programmatori utilizzano varie librerie e strumenti che rendono più facile inviare richieste HTTP e gestire le risposte.

Le librerie HTTP popolari includono:

1. urllib (Python): Una libreria Python integrata per effettuare richieste HTTP e gestire le risposte.

   • Esempio: urllib.request.urlopen('https://api.example.com/data').read()

2. HttpClient (Java): Una libreria Java per inviare richieste HTTP e ottenere risposte.

   • Esempio: HttpClient client = HttpClientBuilder.create().build();

3. Axios (JavaScript): Un client HTTP basato su promise per JavaScript, utilizzato sia in ambienti browser web che Node.js.

   • Esempio: axios.get('https://api.example.com/data').then(response => { ... })

Oltre alle librerie, gli sviluppatori web utilizzano strumenti come cURL e Postman per testare e fare debug di richieste e risposte HTTP:

1. cURL: Uno strumento da riga di comando per inviare richieste HTTP e visualizzare le risposte.

   • Esempio: curl -X POST -H "Content-Type: application/json" -d '{"key": "value"}' https://api.example.com/endpoint

2. Postman: Uno strumento con interfaccia grafica (GUI) per creare, inviare e organizzare richieste HTTP, oltre a visualizzare e testare le risposte delle API.

HTTP e API RESTful

HTTP è il fondamento delle API RESTful (Representational State Transfer), che sono ampiamente utilizzate nello sviluppo web per creare servizi web scalabili e manutenibili. Le API RESTful utilizzano i metodi HTTP per eseguire operazioni CRUD (Create, Read, Update, Delete) sulle risorse.

I principali metodi HTTP utilizzati nelle API RESTful sono:

1. GET: Ottiene una risorsa o una raccolta di risorse.
2. POST: Crea una nuova risorsa.
3. PUT: Aggiorna una risorsa esistente.
4. DELETE: Elimina una risorsa.

Per esempio, considera un'API per gestire account utente:

• GET /users: Ottiene un elenco di tutti gli utenti.
• GET /users/123: Ottiene l'utente con ID 123.
• POST /users: Crea un nuovo account utente.
• PUT /users/123: Aggiorna l'utente con ID 123.
• DELETE /users/123: Elimina l'utente con ID 123.

Le API RESTful tipicamente utilizzano JSON (JavaScript Object Notation) o XML (eXtensible Markup Language) per lo scambio di dati tra client e server. JSON è diventato la scelta più popolare grazie alla sua semplicità e al supporto nativo in JavaScript.

Esempio pratico: API di social media

Una piattaforma di social media potrebbe offrire un'API RESTful per permettere agli sviluppatori di costruire applicazioni di terze parti. L'API potrebbe includere endpoint per:

• Ottenere profili utente (GET /users/{id})
• Creare nuovi post (POST /posts)
• Aggiornare informazioni utente (PUT /users/{id})
• Eliminare commenti (DELETE /posts/{postId}/comments/{commentId})

Seguendo i principi RESTful e utilizzando i metodi HTTP, gli sviluppatori web possono creare API facili da comprendere, mantenere e scalare. Queste API possono essere utilizzate da vari client, come browser web, app mobile o altri servizi web, promuovendo interoperabilità e flessibilità nello sviluppo web.