问题

http是应用层,ip是网络层,那么http请求头部的client ip是怎么获取到的呢?

回答
HTTP 是应用层协议,它负责在客户端和服务器之间传输诸如网页内容、API 数据等应用层信息。IP 则是网络层协议,它负责在网络中为数据包寻址和路由,确保数据能够从源头传递到目的地。

在一次典型的 HTTP 通信中,当你的浏览器(客户端)想要向一个网站(服务器)发送请求时,这个过程涉及到多层协议的协作。

首先,你的浏览器构建一个 HTTP 请求,其中包含了请求的方法(比如 GET 或 POST)、目标资源的URL、以及一系列的头部信息。这些头部信息提供了关于请求本身的元数据,例如 `ContentType`、`UserAgent` 等。然而,HTTP 请求头部本身并没有一个叫做 "client ip" 的字段是浏览器直接填充的。

那么,这个客户端 IP 信息是如何被服务器知晓的呢?这其实是 IP 协议和更低层网络设备(比如路由器)共同作用的结果。

当你的计算机发送一个 HTTP 请求时,这个请求会被封装成 IP 数据包。在 IP 数据包的头部,有一个非常重要的字段叫做“源 IP 地址”(Source IP Address)。这个源 IP 地址,就是你的计算机在当前网络环境下的 IP 地址。这个地址不是由 HTTP 协议“告诉”的,而是由操作系统在网络栈的最底层——网络接口层,根据你设备的网络配置(DHCP 分配的或者静态配置的)自动填充的。

这个 IP 数据包在互联网上传输时,会经过许多路由器。每个路由器在转发数据包时,会查看 IP 数据包的“目标 IP 地址”来决定下一跳,但它同时也保留了“源 IP 地址”的信息。

当这个 IP 数据包最终到达目标服务器时,服务器的网络堆栈会解开 IP 数据包,取出其中的 TCP 数据段,再解开 TCP 数据段,取出其中的 HTTP 请求。此时,服务器能够通过检查 IP 数据包的头部 来获知请求的源 IP 地址。

服务器在处理 HTTP 请求时,通常会记录这个 IP 地址。很多时候,服务器会将这个 IP 地址存储在日志中,用于分析用户行为、安全审计、地理位置定位等。

那么,为什么我们有时会在 HTTP 请求头里看到像 `XForwardedFor` 这样的字段,里面包含了 IP 地址呢?

这是因为在现代网络架构中,客户端的请求不一定直接到达目标服务器。通常会经过中间代理服务器,比如反向代理(Reverse Proxy)、负载均衡器(Load Balancer)或者 CDN(Content Delivery Network)节点。

在这种情况下:

直接连接代理服务器的客户端的 IP 地址,会被代理服务器记录在 IP 数据包的源 IP 地址 字段。
但是,代理服务器为了让目标服务器知道最初发起请求的客户端的真实 IP 地址,会在转发请求时,在 HTTP 请求头部中添加一个自定义字段,最常见的就是 `XForwardedFor`。这个字段的值就是最初客户端的 IP 地址。后面如果有多个代理服务器,它们会依次将自己的 IP 地址添加到 `XForwardedFor` 字段的末尾,形成一个 IP 地址列表,其中最左边的 IP 通常是用户的真实 IP。
其他的类似头部还有 `XRealIP`,其含义与 `XForwardedFor` 类似,通常用于记录经过单一代理服务器的真实客户端 IP。

所以,总结一下:

HTTP 请求头部本身没有“client ip”这个字段是浏览器直接填写的。
服务器获取客户端 IP 的最直接、最根本的方式是读取 IP 数据包的“源 IP 地址”字段。
当请求经过代理服务器时,为了保留原始客户端的 IP 信息,代理服务器会在 HTTP 请求头部中添加 `XForwardedFor` 或 `XRealIP` 等字段,将客户端的 IP 地址传递给后端服务器。 后者再根据这些头部信息来判断用户的真实 IP。

因此,你看到的“client ip”很有可能是在代理服务器层级被添加到 HTTP 请求头部的,其原始来源仍然是 IP 数据包的源 IP 地址。

网友意见

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http协议是应用层,客户端发起http请求时,可以带上一个client_ip的参数带上客户端的地址,但是在构造请求报文的时候还没有到ip层,http如何得知client_ip填入什么地址呢?

在高层准备数据前,底层确实还没有开始准备该层对应的数据,但底层协议栈初始化必然是已经完成了的。协议栈初始化完成,则IP之类的底层参数一定是确认了的。粗略一点讲,从HTTP往下面的协议栈都由OS负责初始化且确立可用后,OS才会接受你调用sock API去建立连接发送数据,此时你用相应API获得例如本机IP这样的底层参数,再带入HTTP数据中,是没有顺序问题和逻辑矛盾的。

另外如果客户端是处于内网,构造出来client_ip填的是私网的地址,到了NAT的设备,只把ip层的ip地址做了转换,那http头部的client_ip怎么办?谁负责转换呢?

没人做,除非你需要做且自己负责完成。举个例子,FTP一种工作模式需要一个额外的控制端口,此端口分配是FTP服务器自己完成且附送在控制命令里发送的,NAT就翻译不了这个端口,于是需要额外的NAT Helper来完成这个事情。

至于你说的client_ip因为没有详细说明不好断定到底是什么场景。

  • 假如是指socks API里的本端地址,可以不写由OS分配本机可用IP。同时因为是四层TCP协议的五元组之一,NAT可以处理;
  • 如果你是指HTTP请求经由HTTP Proxy带的那个X-Forwarded-For头,那个是Proxy填写的,属于协议RFC推荐,实现与否取决于Proxy是否良心;
  • 再如果只是你自己的应用需要带这么个参数在HTTP请求数据里,那假如没人替你做转换的情况下,你绝大多数可能是收到一个NAT后面的私有IP。

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