HTTP 范围Range请求

引言

在现代Web应用中，HTTP范围请求是一种重要的技术，允许客户端请求资源的部分内容，而不是整个资源。这对于大型文件的传输尤其有用，如视频流、断点续传下载等。本文将深入探讨HTTP范围请求的工作原理、实现方法和应用场景。

HTTP范围请求的基本概念

HTTP范围请求通过 Range头部字段向服务器请求资源的一个或多个子范围，而不是整个资源。服务器通过 Content-Range头部字段响应请求的部分内容。

示例

客户端请求资源的某个范围：

GET /example.mp4 HTTP/1.1
Host: www.example.com
Range: bytes=0-999
​

服务器响应请求的部分内容：

HTTP/1.1 206 Partial Content
Content-Range: bytes 0-999/10000
Content-Length: 1000
Content-Type: video/mp4

...（返回前1000字节的数据）...
​

Range 头部

Range头部指定了请求资源的字节范围。格式如下：

Range: bytes=start-end
​

• start是起始字节位置，end是结束字节位置（包括在内）。
• 如果省略 start，表示请求最后 end个字节：Range: bytes=-500。
• 如果省略 end，表示从 start到资源末尾的所有字节：Range: bytes=500-。

Content-Range 头部

Content-Range头部用于服务器响应范围请求，指示返回内容的实际范围和资源总大小。格式如下：

Content-Range: bytes start-end/total
​

• start和 end表示返回内容的字节范围。
• total表示资源的总大小。

实现范围请求

配置服务器支持范围请求

大多数Web服务器默认支持范围请求，如Apache、Nginx等。确保服务器配置正确即可：

Nginx 配置示例

在Nginx配置文件中，确保没有禁用范围请求：

server {
    listen 80;
    server_name www.example.com;

    location / {
        root /var/www/html;
        # 确保以下指令存在或被启用
        # allow_ranges on; # 默认开启
    }
}
​

Apache 配置示例

在Apache配置文件中，确保启用了 mod_headers模块：

<IfModule mod_headers.c>
    Header set Accept-Ranges "bytes"
</IfModule>
​

处理范围请求的代码示例

如果需要在应用层面手动处理范围请求，以下是一个示例，展示如何在Node.js中实现：

const http = require('http');
const fs = require('fs');
const path = require('path');

const server = http.createServer((req, res) => {
    const filePath = path.join(__dirname, 'example.mp4');
    const stat = fs.statSync(filePath);
    const total = stat.size;

    if (req.headers.range) {
        const range = req.headers.range;
        const parts = range.replace(/bytes=/, "").split("-");
        const partialStart = parts[0];
        const partialEnd = parts[1];

        const start = parseInt(partialStart, 10);
        const end = partialEnd ? parseInt(partialEnd, 10) : total - 1;
        const chunksize = (end - start) + 1;

        const file = fs.createReadStream(filePath, { start: start, end: end });
        res.writeHead(206, {
            'Content-Range': `bytes ${start}-${end}/${total}`,
            'Accept-Ranges': 'bytes',
            'Content-Length': chunksize,
            'Content-Type': 'video/mp4'
        });
        file.pipe(res);
    } else {
        res.writeHead(200, {
            'Content-Length': total,
            'Content-Type': 'video/mp4'
        });
        fs.createReadStream(filePath).pipe(res);
    }
});

server.listen(8000, () => {
    console.log('Server is listening on port 8000');
});
​

应用场景

视频流

在视频流应用中，范围请求允许客户端根据需要缓冲视频的特定部分，从而提高观看体验和带宽利用率。

断点续传下载

范围请求支持断点续传下载。当下载中断时，客户端可以从上次中断的位置继续下载，而不是重新下载整个文件。

大文件预览

范围请求允许客户端只下载文件的部分内容进行预览，比如PDF文档、图像等，从而节省时间和带宽。

常见问题及解决方法

请求范围无效

如果服务器返回 416 Range Not Satisfiable，表示请求的范围无效。确保请求的范围在资源的有效范围内。

性能问题

处理大量范围请求可能会导致性能问题。确保服务器有足够的资源和优化措施，如缓存机制，来应对高并发请求。