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计算机网络学习(三)----HTTP、SSL、HTTPS

计算机网络学习(三)----HTTP、SSL、HTTPS

作者: 彳亍口巴 | 来源:发表于2020-03-20 13:11 被阅读0次

    HTTP协议简介:

    HTTP是超文本传输协议,是一种无状态的协议,是常见的一种应用层协议。HTTP是一个通信规则,规定了客户端发送给服务器的内容格式,也规定了服务器发送给客户端的内容格式。

    HTTP请求信息:HTTP请求头中可以看到当前请求支持的语言,压缩格式,编码格式以及何种类型的返回文件,Connection以及Cookie,Content-Type等信息。

    HTTP返回信息:HTTP返回信息中包括响应协议,HTTP Code以及Content-Type,时间和Cookie等信息。

    浏览网页是HTTP的主要应用,但是这并不代表HTTP就只能应用于网页的浏览。HTTP是一种协议,只要通信的双方都遵守这个协议,HTTP就能有用武之地。比如咱们常用的QQ,迅雷这些软件,都会使用HTTP协议(还包括其他的协议)。

    HTTP的特点

    1、简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法路径。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。

    2、灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

    3、HTTP 0.9和1.0使用非持续连接:限制每次连接只处理一个请求,服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。HTTP 1.1使用持续连接:不必为每个web对象创建一个新的连接,一个连接可以传送多个对象,采用这种方式可以节省传输时间。

    4、无状态:HTTP协议是无状态协议无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

    5、支持B/S及C/S模式。

    HTTP工作流程

    一次HTTP操作称为一个事务,其工作过程可分为四步:

    1.首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接,HTTP的工作开始。

    2.建立连接后,客户机发送一个请求给服务器,请求方式的格式为:统一资源标识符(URL)、协议版本号,后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。

    3.服务器接到请求后,给予相应的响应信息,其格式为一个状态行,包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码,后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

    4.客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上,然后客户机与服务器断开连接。

    如果在以上过程中的某一步出现错误,那么产生错误的信息将返回到客户端,有显示屏输出。对于用户来说,这些过程是由HTTP自己完成的,用户只要用鼠标点击,等待信息显示就可以了。

    HTTP之请求消息Request

    客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式:

     请求行请求头部空行请求数据四个部分组成。

    (1)Get请求例子

    第一部分:请求行,用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

    GET说明请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源,该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。

    第二部分:请求头部,紧接着请求行(即第一行)之后的部分,用来说明服务器要使用的附加信息

    从第二行起为请求头部,HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等

    第三部分:空行,请求头部后面的空行是必须的

    即使第四部分的请求数据为空,也必须有空行。

    第四部分:请求数据也叫主体,可以添加任意的其他数据。

    这个例子的请求数据为空。

    POST请求例子

    第一部分:请求行,第一行明了是post请求,以及http1.1版本。

    第二部分:请求头部,第二行至第六行。

    第三部分:空行,第七行的空行。

    第四部分:请求数据,第八行。

     HTTP之响应消息Response

    一般情况下,服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个HTTP的响应消息。

    HTTP响应也由四个部分组成,分别是:状态行消息报头空行响应正文

    第一部分:状态行,由HTTP协议版本号, 状态码, 状态消息 三部分组成。

    第一行为状态行,(HTTP/1.1)表明HTTP版本为1.1版本,状态码为200,状态消息为(ok)

    第二部分:消息报头,用来说明客户端要使用的一些附加信息

    第二行和第三行和第四行为消息报头,

    Date:生成响应的日期和时间;Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是ISO-8859-1

    第三部分:空行,消息报头后面的空行是必须的

    第四部分:响应正文,服务器返回给客户端的文本信息。

    空行后面的html部分为响应正文。

     HTTP之状态码                   

    状态代码有三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别,共分五种类别:

    1xx:指示信息--表示请求已接收,继续处理

    2xx:成功--表示请求已被成功接收、理解、接受

    3xx:重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作

    4xx:客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现

    5xx:服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

    常见状态码:

    200(成功)

    302 (重定向):请求重定向到指定网页

    304(未修改):自从上次请求后,请求的网页未修改过。服务器返回此响应时,不会返回网页内容

    401(未授权):请求要求身份验证

    403(禁止):服务器拒绝请求(比如死循环了,一直访问)

    404(未找到):服务器找不到请求的网页

    405 (方法禁用):Post请求当成了Get请求直接访问

    500 (服务器内部错误):有bug导致程序嗝屁了

    502 (错误网关):服务器从上游接到了无效响应

    504 ( 网关超时):nginx请求超时,请求一直没有返回

    HTTP请求方法                  

    根据HTTP标准,HTTP请求可以使用多种请求方法。

    HTTP1.0定义了三种请求方法:GET,POSTHEAD方法。

    HTTP1.1新增了五种请求方法:OPTIONS,PUT,DELETE,TRACE和CONNECT 方法。

    HTTP工作原理                    

    HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面,以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文,请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应,响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

    以下是 HTTP 请求/响应的步骤:

    1、客户端连接到Web服务器

    一个HTTP客户端,通常是浏览器,与Web服务器的HTTP端口(默认为80)建立一个TCP套接字连接。例如,http://www.oakcms.cn。

    2、发送HTTP请求

    通过TCP套接字,客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文,一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。

    3、服务器接受请求并返回HTTP响应

    Web服务器解析请求,定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字,由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。

    4、释放连接TCP连接

    若connection 模式为close,则服务器主动关闭TCP连接,客户端被动关闭连接,释放TCP连接;若connection 模式为keepalive,则该连接会保持一段时间,在该时间内可以继续接收请求;

    5、客户端浏览器解析HTML内容

    客户端浏览器首先解析状态行,查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头,响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML,根据HTML的语法对其进行格式化,并在浏览器窗口中显示。

     GET和POST的区别      

         1、GET提交的数据会放在URL之后,以?分割URL和传输数据,参数之间以&相连,如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的数据放在HTTP包的Body中.

         2、GET提交的数据大小有限制(因为浏览器对URL的长度有限制),而POST方法提交的数据没有限制.

         3、GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值,而POST方式通过Request.Form来获取变量的值。

         4、GET方式提交数据,会带来安全问题,比如一个登录页面,通过GET方式提交数据时,用户名和密码将出现在URL上,如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器,就可以从历史记录获得该用户的账号和密码.

    SSL协议:

    HTTPS协议在HTTP的基础上加入了SSL(安全套接字层)协议,SSL逐渐演变为了TLS协议,但是业界习惯仍然称其为SSL协议。

    SSL协议在传输控制层的基础上建立了安全的连接,它作为一种通用可靠的安全解决方案,可与多种应用层协议结合使用,实现应用数据的安全传输。SSL协议分为记录协议,握手协议,警告协议和密码规范改变协议

    记录协议:接收上层协议或下层协议的消息并进行一系列的处理,然后再将处理后的消息继续向下或向上传递。主要包括对消息进行加解密,压缩解压缩,分段或者重组等操作。

    握手协议:建立在三次握手之后,为通信双方确立安全连接所需要的安全参数,通常也会在此阶段对通信双方身份的真实性进行验证。

    警告协议:无论是在握手阶段还是在对应用层数据的传输阶段,都有可能出现差错。警告协议规定了在SSL协议工作过程中可能出现的差错、错误的严重等级以及相应的处理方式。

    密码规范改变协议:在SSL握手刚开始的时候,加密参数还没确定,消息都是明文传送的。双方协商好加密参数之后,在发送握手结束消息之前,需要发送一个密码规范改变消息(Change Cipher Message)来通知对方随后的消息都使用刚刚协商好的加密算法和加密密钥进行加密。

    一.为什么需要https  

    1.HTTP是明文传输的,也就意味着,介于发送端接收端中间的任意节点都可以知道你们传输的内容是什么。这些节点可能是路由器、代理等。

    举个最常见的例子,用户登陆。用户输入账号,密码,采用HTTP的话,只要在代理服务器上做点手脚就可以拿到你的密码了。

           用户登陆 --> 代理服务器(做手脚)--> 实际授权服务器

         2.在发送端对密码进行加密?没用的,虽然别人不知道你原始密码是多少,但能够拿到加密后的账号密码,照样能登陆。(这也是很多人觉得前端加密并没有啥软用)

    二.HTTPS是如何保障安全的  

         稍微了解网络基础的同学都知道,HTTP是应用层协议,位于HTTP协议之下是传输协议TCP。TCP负责传输,HTTP则定义了数据如何进行包装。

            从上面图中我们可以看出:HTTPS相对于HTTP有哪些不同呢?其实就是在HTTP跟TCP中间加多了一层加密层TLS/SSL。

    神马是TLS/SSL?

           通俗的讲,TLS、SSL其实是类似的东西,SSL中文叫做“安全套接层”,SSL是个加密套件,负责对HTTP的数据进行加密。TLS是SSL的升级版。现在提到HTTPS,加密套件基本指的是TLS。

    传输加密的流程

          原先是应用层将数据直接给到TCP进行传输,现在改成应用层将数据给到TLS/SSL,将数据加密后,再给到TCP进行传输。

          就是这么回事。将数据加密后再传输,而不是任由数据在复杂而又充满危险的网络上明文裸奔,在很大程度上确保了数据的安全。这样的话,即使数据被中间节点截获,坏人也看不懂。

    三.HTTPS是如何加密数据的   

    一般来说,加密分为对称加密非对称加密(也叫公开密钥加密)。

    对称加密的意思就是,加密数据用的密钥,跟解密数据用的密钥是一样的。

           对称内容加密强度非常高,一般破解不了。但存在一个很大的问题就是无法安全地生成和保管密钥。假如客户端软件和服务器之间每次会话都使用固定的,相同的密钥加密和解密,肯定存在很大的安全隐患。如果

    有人从客户端端获取到了对称密钥,整个内容就不存在安全性了,而且管理海量的客户端密钥也是一件很复杂的事情。

    非对称加密的意思就是,加密数据用的密钥(公钥),跟解密数据用的密钥(私钥)是不一样的。

      什么叫做公钥呢?其实就是字面上的意思——公开的密钥,谁都可以查到。因此非对称加密也叫做公开密钥加密。

    相对应的,私钥就是非公开的密钥,一般是由网站的管理员持有。

      公钥、私钥两个有什么联系呢?

      简单的说就是,通过公钥加密的数据,只能通过私钥解开。通过私钥加密的数据,只能通过公钥解开。

      很多同学都知道用私钥能解开公钥加密的数据,但忽略了一点,私钥加密的数据,同样可以用公钥解密出来。而这点对于理解HTTPS的整套加密、授权体系非常关键。

      非对称密钥交换很安全,但同时也是 HTTPS 性能和速度降低的“罪魁祸首”。

    HTTP和HTTPS的区别有哪些?

    Http协议运行在TCP之上,明文传输,客户端与服务器端都无法验证对方的身份;Https是身披SSL(Secure Socket Layer)外壳的Http,运行于SSL上,SSL运行于TCP之上,是添加了加密和认证机制的HTTP。二者之间存在如下不同:

    端口不同:Http与Http使用不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443;

    资源消耗:和HTTP通信相比,Https通信会由于加减密处理消耗更多的CPU和内存资源;

    开销:Https通信需要证书,而证书一般需要向认证机构购买;

    Https的加密机制是一种共享密钥加密和公开密钥加密并用的混合加密机制。

    HTTP1.0,HTTP1.1以及HTTP2.0协议的区别:

    答:主要区别和特点可以概括如下:

    HTTP1.0:

    HTTP1.0是一种无状态,无连接的协议。浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接,服务器处理完成后立即断开TCP连接(无连接),服务器不跟踪每个客户端也不记录过去的请求(无状态)。也就是默认使用Connection: close

    HTTP1.1:

    HTTP/1.1中默认使用Connection: keep-alive,避免了连接建立和释放的开销。但服务器必须按照客户端请求的先后顺序依次回送相应的结果,以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容。通过Content-Length字段来判断当前请求的数据是否已经全部接收。不允许同时存在两个并行的响应。

    HTTP2.0:

    HTTP2.0协议新增了二进制分帧,多路复用,头部压缩和服务器推送等功能,进一步提高了传输效率。

    Cookie+Session

    HTTP协议是一种无状态的协议,我们可以使用cookie和session来保持会话状态。用户发起请求,服务端收到请求处理后可以生成一个sessionId,并且将sessionId存入cookie中返回给客户端,将session的内容存储在服务器上。在下一次的请求中,客户端带着cookie来请求服务器,服务端从cookie中取出sessionId,实现了用户会话状态的保持。

    这样做有一个缺点就是将一些东西存在了服务器上,在用户量较大的情况下,服务器容量会不足。实际情况中,经常是将所需要的会话状态,比如说登录态直接存入cookie并且返回给客户端,下次请求时,服务端直接取出cookie中的信息和参数信息进行比较,保持HTTP会话状态。

    总结:session保存在服务端。cookie保存在客户端,并且cookie有大小限制。

    Session 与 Cookie 的对比

    实现机制:Session的实现常常依赖于Cookie机制,通过Cookie机制回传SessionID;

    大小限制:Cookie有大小限制并且浏览器对每个站点也有cookie的个数限制,Session没有大小限制,理论上只与服务器的内存大小有关;

    安全性:Cookie存在安全隐患,通过拦截或本地文件找得到cookie后可以进行攻击,而Session由于保存在服务器端,相对更加安全;

    服务器资源消耗:Session是保存在服务器端上会存在一段时间才会消失,如果session过多会增加服务器的压力。

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