HTTP、HTTPS

OSI(开放式系统互联通信)参考模型分为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层、;

TCP/IP模型分为应用层(应用层,表示层,会话层)、运输层、网际层、网络接口层(数据链路层、物理层)

五层参考模型分为应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

HTTP

TCP报文段结构

TCP报文段结构包含TCP首部和TCP数据部分

TCP首部=源端口+目的端口+序号(seq)+确认号(ack)+数据偏移(标记相同序号下的不同数据段)+保留+标志位+窗口(流量控制)+检验和+选项(长度可变)+填充;
标志位=URG(紧急指针位)+ACK(确认位)+PSH+RST(复位)+SYN(同步序列位)+FIN(结束位)

其中除了选项和填充其余的字段固定长度为20个字节

运行原理

发起HTTP请求
建立TCP连接(建立逻辑连接,保证数据可靠),也叫做三次握手
- 客户端发出请求报文段,首部包含SYN(同步序列位)=1,seq(序号)=x;客户端状态为SYN-SENT;
- 服务端收到并同意请求,返回确认报文段,即:ACK=1(确认位),ack(确认号)=x+1;同时向客户端发送同步请求,报文段首部包含SYN=1,seq(序号)=y;服务端状态由LISTEN变为SYN-RCVD;
- 客户端收到后进行回复确认,报文段首部包含:AKC=1(确认位),ack(确认号)=y+1,seq(序号)=x+1;客户端状态由SYN-SENT变为ESTABLISHED,
- 当服务端再次收到确认报文后,连接建立成功;服务端状态变SYN-RCVD变为ESTABLISHED;
数据传送
关闭TCP连接(客户端和服务端都可以发起关闭请求),也叫做四次挥手
- 若客户端不再向服务端发送数据时,客户端首先发送请求报文段,首部包含FIN=1(结束位),seq(序号)=x;客户端状态由ESTABLISHED变为FIN-WAIT-1;
- 服务端收到后回复确认,报文段首部包含:ACK(确认位)=1,ack(确认位)=x+1,seq(序号)=y;服务端状态由ESTABLISHED变为CLOSE-WAIT;
- 客户端收到回复后状态由FIN-WAIT-1变为FIN-WAIT-2;
- 一段时间后,服务端确认不再向客户端传输数据,再次向客户端发送请求报文段,首部包含:FIN(结束位)=1,ACK(确认位)=1,ack=x+1,seq(序号)=z;服务端状态由CLOSE-WAIT变为LAST-ACK;
- 客户端收到后进行回复确认,报文段首部包含:ACK(确认位)=1,ack(确认号)=z+1,seq(序号)=x+1;客户端状态由FIN-WAIT-2变为TIME-WAIT
- 服务端收到报文后状态由LAST-ACK变为CLOSED
- 两分钟后,客户端断开连接,状态由TIME-WAIT变为CLOSED

扩展

HTTP/2相比HTTP/1.1改变了哪些?

1.兼容HTTP/1.1
2.头部压缩
3.二进制帧
4.并发传输
5.服务器主动推送资源

在上面的TCP三次握手和四次挥手过程中存在一些问题,例如

第一次握手，如果客户端发送的SYN一直都传不到被服务器，那么客户端是一直重发SYN到永久吗？客户端停止重发SYN的时机是什么？
第三次握手，如果服务器永远不会收到ACK，服务器就永远都留在 Syn-Recv 状态了吗？退出此状态的时机是什么？
第三次挥手，如果客户端永远收不到 FIN,ACK，客户端永远停留在 Fin-Wait-2状态了吗？退出此状态时机是什么时候呢？
第四次挥手，如果服务器永远收不到 ACK，服务器永远停留在 Last-Ack 状态了吗？退出此状态的时机是什么呢？
如果客户端在 2SML内依旧没收到 FIN,ACK，会关闭链接吗？服务器那边怎么办呢，是怎么关闭链接的呢？

以上问题对于大部分前端工程师来说不是必须掌握的知识点,文章底部的链接有对应的详细说明;

HTTPS

在HTTP的基础上增加了SSL/TLS协议保证安全,保证了在通信的过程中消息机密性、消息完整性、身份验证;

SSL/TLS协议分为SSL/TLS记录协议和SSL/TLS握手协议,SSL/TLS记录协议建立在可靠的TCP之上,为高层协议提供数据的封装、压缩、加密等基本功能,SSL/TLS握手协议在实际数据传输开始前,用于对双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等.

SSL/TLS握手协议过程

客户端向服务端发起加密通信请求,需要包含支持的协议版本、客户端生成的随机数(稍后用于对话密钥)、支持的加密方法、支持的压缩方法
收到客户端的请求后,服务端做出回应,包含确认使用的加密通信协议版本、服务端生成的随机数(稍后用于对话密钥)、确认使用的加密方法、服务器证书
客户端收到回应后,首先验证服务器证书,没问题后向服务端发送信息,包含随机数(服务器公钥加密)、编码改变通知(之后的信息使用约定的加密方式和方法进行通信)、客户端握手结束通知
服务端收到信息后,再次向客户端回复,包含编码改变通知(之后的信息使用约定的加密方式和方法进行通信)、服务器握手结束通知

扩展

HTTPS是如何保证信息的机密性?

采用混合加密,通信前通过非对称加密交换会话秘钥,通信过程中使用对称加密方式加密数据,既
保证了安全性的前提下又保证了运算速度

HTTPS是如何保证信息的完整性?

通过摘要算法算出明文的指纹,将明文与指纹一同加密发送给服务器,服务器通过指纹对比来确
保数据的完整性

HTTPS是如何验证身份?
数字证书

参考文章:

1.https://mp.weixin.qq.com/s/CTqag_TxAHLuUwLvbrmlnw
2.https://www.bilibili.com/video/BV1xJ41137Q3?p=20
3.https://mp.weixin.qq.com/s/TvGAmKKrKrcWlsV2cfC34g

Mccc

HTTP、HTTPS

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