通用技术 十分钟搞懂 HTTP 和 HTTPS 协议

吾非同 · October 31, 2019 · Last by Jason replied at November 01, 2019 · 1950 hits

1.什么是网络协议?

网络协议,是计算机之间为了实现网络通信而达成的一种“约定”或者”规则“,有了这种”约定“,不同厂商的生产设备,以及不同操作系统组成的计算机之间,就可以实现通信。

2.HTTP协议是什么?

HTTP协议是超文本传输协议的缩写,英文是Hyper Text Transfer Protocol。它是从WEB服务器传输超文本标记语言(HTML)到本地浏览器的传送协议。

设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。

HTTP有多个版本,目前广泛使用的是HTTP/1.1版本。

3.HTTP原理

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据的协议,传输的数据类型为HTML 文件,、图片文件, 查询结果等。

HTTP协议一般用于B/S架构。浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WEB服务器发送所有请求。

我们以访问百度为例:

4.HTTP特点

  1. http协议支持客户端/服务端模式,也是一种请求/响应模式的协议。
  2. 简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。
  3. 灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。传输的类型由Content-Type加以标记。
  4. 无状态:无状态是指协议对于事务处理没有记忆,后续处理需要前面的信息,则必须重传(浏览器cookie可以解决这个问题)。

5.URI和URL的区别

HTTP使用统一资源标识符(Uniform Resource Identifier)来传输数据和建立连接。

  • URI:Uniform Resource Identifier 统一资源标识符。
  • URL:Uniform Resource Location 统一资源定位符。

URI 是用来标示 一个具体的资源,我们可以通过 URI 知道一个资源是什么,是一个抽象的相对概念。

URL 则是用来定位具体的资源的,标示了一个具体的资源位置。属于URI的一个子集,算是URI在的具体实现方式互联网上的每个文件都有一个唯一的URL。

下面是URL的一个具体实例,各部分含义如下:

6.HTTP报文组成

请求报文构成

  • 请求行:包括请求方法、URL、协议/版本
  • 请求头(Request Header)
  • 请求正文

响应报文构成

  • 状态行
  • 响应头
  • 响应正文

img

常见响应头字段:

  • User-Agent:告知服务器客户端的相关信息,比如浏览器的类型、版本等。
  • Accept-Encoding:告知服务器,客户端支持的压缩格式。
  • Cookie: 一般都是通过Cookie信息头封装在请求的信息头部分。
  • Content-Type:用来告知服务器,所发送的请求主体的数据类型(数据组织格式)。如果是POST方法,则建议一定指定该信息头。

7.长连接与短连接

我们知道一次HTTP请求,需要经过TCP三次握手才能建立连接,如果多次请求资源开销就会很大。

HTTP/1.1之前默认是短连接,而HTTP/1.1之后,就提出了一个长连接的概念,一次TCP连接可以进行多次http请求,使用Connection字段控制,默认开启长连接Connection:keep-Alive。

8.常见请求方法

  • GET:获取资源,请求指定的页面信息,并返回实体主体。
  • POST:向服务器创建资源,提交数据进行处理请求(例如提交表单或者上传文件)。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立,或者对已有资源的修改。
  • HEAD:类似于get请求,只不过返回的响应中没有具体的内容,只获取报头。
  • PUT:从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
  • DELETE:请求服务器删除指定的资源。

get请求

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post请求

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post和get的区别:

  • 都包含请求头请求行,post多了请求body。
  • get多用来查询,请求参数放在url中,不会对服务器上的内容产生作用。post用来提交,如把账号密码放入body中。
  • GET是直接添加到URL后面的,直接就可以在URL中看到内容,而POST是放在报文内部的,用户无法直接看到。
  • GET提交的数据长度是有限制的,因为URL长度有限制,具体的长度限制视浏览器而定。而POST没有。
  • 安全性(幂等性),安全的方法属于幂等的,get多次请求,服务端状态不会改变,属于幂等,POST执行多次,每次都会改变服务端状态,不具备幂等性。

9.响应状态码

访问一个网页时,浏览器会向web服务器发出请求。此网页所在的服务器会返回一个包含HTTP状态码的信息头用以响应浏览器的请求。

状态码分类

  • 1XX- 信息型,服务器收到请求,需要请求者继续操作。
  • 2XX- 成功型,请求成功收到,理解并处理。
  • 3XX - 重定向,需要进一步的操作以完成请求。
  • 4XX - 客户端错误,请求包含语法错误或无法完成请求。
  • 5XX - 服务器错误,服务器在处理请求的过程中发生了错误。

常见状态码

  • 200 OK - 客户端请求成功
  • 301 - 资源(网页等)被永久转移到其它URL
  • 302 - 临时跳转
  • 400 Bad Request - 客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解
  • 401 Unauthorized - 请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
  • 404 - 请求资源不存在,可能是输入了错误的URL
  • 500 - 服务器内部发生了不可预期的错误
  • 503 Server Unavailable - 服务器当前不能处理客户端的请求,一段时间后可能恢复正常。

10.为什么要用https?

实际使用中,绝大说的网站现在都采用的是https协议,这也是未来互联网发展的趋势。下面是通过wireshark抓取的一个博客网站的登录请求过程。

博客登录抓包

可以看到访问的账号密码都是明文传输, 这样客户端发出的请求很容易被不法分子截取利用,因此,HTTP协议不适合传输一些敏感信息,比如:各种账号、密码等信息,使用http协议传输隐私信息非常不安全。

一般http中存在如下问题:

  • 请求信息明文传输,容易被窃听截取
  • 数据的完整性未校验,容易被篡改
  • 没有验证对方身份,存在冒充危险

11.什么是HTTPS?

为了解决上述HTTP存在的问题,就用到了HTTPS。

HTTPS 协议(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer):一般理解为HTTP+SSL/TLS,通过 SSL证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信进行加密。

那么SSL又是什么?

SSL(Secure Socket Layer,安全套接字层):1994年为 Netscape 所研发,SSL 协议位于 TCP/IP 协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。

TLS(Transport Layer Security,传输层安全):其前身是 SSL,它最初的几个版本(SSL 1.0、SSL 2.0、SSL 3.0)由网景公司开发,1999年从 3.1 开始被 IETF 标准化并改名,发展至今已经有 TLS 1.0、TLS 1.1、TLS 1.2 三个版本。SSL3.0和TLS1.0由于存在安全漏洞,已经很少被使用到。TLS 1.3 改动会比较大,目前还在草案阶段,目前使用最广泛的是TLS 1.1、TLS 1.2。

12.浏览器在使用HTTPS传输数据的流程是什么?

总体来说,https属于混合加密,使用非对称秘钥加密密文通信的对称秘钥,使用对称秘钥进行密文通信,保证了通信的效率。

  1. 首先客户端通过URL访问服务器建立SSL连接。
  2. 服务端收到客户端请求后,会将网站支持的证书信息(证书中包含公钥)传送一份给客户端。
  3. 客户端的服务器开始协商SSL连接的安全等级,也就是信息加密的等级。
  4. 客户端的浏览器根据双方同意的安全等级,建立会话密钥,然后利用网站的公钥将会话密钥加密,并传送给网站。
  5. 服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。
  6. 服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。

13.HTTPS的缺点

  • HTTPS协议加密中多次握手,导致页面的加载时间延长近50%;
  • HTTPS连接缓存不如HTTP高效,会增加数据开销和功耗;
  • 申请SSL证书需要钱,功能越强大的证书费用越高。
  • SSL涉及到的安全算法会消耗 CPU 资源,对服务器资源消耗较大。

14.总结HTTPS和HTTP的区别

  • HTTPS是HTTP协议的安全版本,HTTP协议的数据传输是明文的,是不安全的,HTTPS使用了SSL/TLS协议进行了加密处理。
  • 默认端口不一样,http是80,https是443。
  • https协议需要到CA申请证书,一般需要花钱获取,http不需要。

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面试必问之一

问个问题 客户端如何验证服务端发来的证书是有效的?不是攻击者发来的呢?

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