HTTPHTTPS详解及相关面试题

Posted 2022-02-05 爪洼ing

一、HTTP协议

概述

• 超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol，简称HTTP)是是一个应用层协议，它使用 TCP 连接进行可靠的传送。
• HTTP 是一种请求/响应式的协议，即一个客户端与服务器建立连接后，向服务器发送一个请求;服务器接到请求后，给予相应的响应。

1.1、HTTP请求及响应格式

HTTP请求报文

HTTP 请求报文由请求行、请求头部、空行 和 请求包体 4 个部分组成，如下图：

1、请求行：请求行由方法字段、URL 字段 和HTTP 协议版本字段 3 个部分组成，他们之间使用空格隔开。

方法字段：

• GET ：获取一个资源，同时参数直接跟在URL后面,url长度受限制2048字节
• POST：不仅可以获取资源，还可以提交资源（譬如上传文件），参数放在请求体中，包大小4G
• HEAD：只要响应头，没有响应体，通常用于测试URL是否存在
• DELETE：删除一个资源
• PUT：通常修改一个资源

2、请求头：请求头部由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号“:”分隔。请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息，

常用的请求头字段：

• Host：客户端发送请求时，用来指定服务器域名。例如：Host: www.A.com

  

• connection：字段最常用于客户端要求服务器使用 TCP 持久连接，以便其他请求复用，连接方式(close 或 keepalive);

  

  注：HTTP/1.1 版本的默认连接都是持久连接，但为了兼容老版本的 HTTP，需要指定 Connection 首部字段的值为 Keep-Alive。

• Cookie：存储于客户端扩展字段，向同一域名的服务端发送属于该域的cookie;

HTTP 响应报文

TTP 响应报文由状态行、响应头部、空行 和 响应包体 4 个部分组成 ： 如下图：

1、状态行：状态行由 HTTP 协议版本字段、状态码和状态码的描述文本 3 个部分组成，他们之间使用空格隔开;

HTTP状态码 ：

状态码由三位数字组成，第一位数字表示响应的类型，常用的状态码有五大类如下所示：

• 1xx：表示服务器已接收了客户端请求，客户端可继续发送请求;
• 2xx：表示服务器已成功接收到请求并进行处理;
• 3xx：表示服务器要求客户端重定向;
• 4xx：表示客户端的请求有非法内容;
• 5xx：表示服务器未能正常处理客户端的请求而出现意外错误;

状态码描述文本有如下取值：

• 200 OK：表示客户端请求成功;
• 400 Bad Request：表示客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解;
• 401 Unauthonzed：表示请求未经授权，该状态代码必须与 WWW-Authenticate 报头域一起使用;
• 403 Forbidden：表示服务器收到请求，但是拒绝提供服务，通常会在响应正文中给出不提供服务的原因;
• 404 Not Found：请求的资源不存在，例如，输入了错误的URL;
• 500 Internal Server Error：表示服务器发生不可预期的错误，导致无法完成客户端的请求;
• 503 Service Unavailable：表示服务器当前不能够处理客户端的请求，在一段时间之后，服务器可能会恢复正常;

2、响应头：

常用的响应头字段：

• Content-Length：响应体的长度

  

• Content-Type：字段用于服务器回应时，告诉客户端，本次数据是什么格式。
  

  Content-Type: text/html; charset=utf-8    
  

  客户端请求的时候，可以使用 Accept 字段声明自己可以接受哪些数据格式。

  Accept: */*
  

  上面代码中，客户端声明自己可以接受任何格式的数据。

• Content-Encoding：字段说明数据的压缩方法。表示服务器返回的数据使用了什么压缩格式 如：Content-Encoding: gzip

  

  客户端在请求时，用 Accept-Encoding 字段说明自己可以接受哪些压缩方法。Accept-Encoding: gzip, deflate

1.2、HTTP1.0 、 HTTP1.1、HTTP2.0

如下是分别介绍HTTP1.0 、 HTTP1.1、HTTP2.0

• HTTP 1.0：默认使用短连接，浏览器每次请求都需要与服务器建立一次 TCP 连接，服务器处理完成后立即断开 TCP 连接（无连接），服务端不记录客户端的请求状态（无状态）。

• HTTP 1.1：默认使用长连接，用以保持连接特性。使用长连接的 HTTP 协议，会在响应头加入这行代码：

  // Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个持续时间，可以在不同的服务器软件中设定这个时间。
  // 实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。
  Connection:keep-alive
  

  在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。

• HTTP 2.0：引入二进制数据帧和流的概念，支持多路复用、服务器推送，支持使用二进制格式传输数据，而 HTTP 1.0 依然使用文本格式传输。

二、HTTPS协议

HTTPS的核心就在于SSL和TLS这两个，注：SSL是TLS的前身，但因为SSL名气很大所以一般两个混着叫！

对称加密： 我们的发送方和接收方使用**相同的钥匙**去==快速==加密和解密，但是存在问题：如果加密方式被他人获取，很容易就会被破解，典型对称加密算法：DES、AES

非对称加密：密钥成对出现（私钥、公钥），私钥只有自己知道，不在网络中传输；而公钥可以公开。相比对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有：RSA、DSA 注意：公钥和私钥是一对，如果用公钥对数据加密，那么只能用对应的私钥解密。如果用私钥对数据加密，只能用对应的公钥进行解密。因为加密和解密用的是不同的密钥，所以称为非对称加密。

以上是对称加密和非对称加密的区别：而我们的SSL/TLS则是两种加密算法都有用到！

非对称加密过程 :

(1) A 要向 B 发送信息，A 和 B 都要产生一对用于加密和解密的公钥和私钥。

(2) A 的私钥保密，A 的公钥告诉 B；B 的私钥保密，B 的公钥告诉 A。

(3) A 要给 B 发送信息时，A 用 B 的公钥加密信息，因为 A 知道 B 的公钥。

(4) A 将这个消息发给 B (已经用 B 的公钥加密消息)。

(5) B 收到这个消息后，B 用自己的私钥解密 A 的消息。其他所有收到这个报文的人都无法解密，因为只有 B 才有 B 的私钥。

HTTPS 在 HTTP 与 TCP 层之间加入了 SSL/TLS 协议，如图：

因此，HTTPS 在 TCP 三次握手之后，还需进行 SSL/TLS 的握手过程，才可进入加密报文传输。

问题：HTTPS如何解决：我们沟通的对象是我们想要沟通的对象呢？

例如 : www.bilibili.com 和 www.bi1ibi1i.com 这种问题

HTTPS协议的服务端需要申请SSL证书（其实是TLS，只不过SSL名气太大！）去证明，B站就是我们要访问的B站，而不是其他网站伪造的，而想让SSL整数生效就需要去CA也就是证书颁发机构（Certificate Authority）去申请，我们的SSL生效以后，我们就可以通过HTTPS去访问我们的网站了，而且浏览器也会把我们HTTP服务器默认的80端口，改为443端口 ！

相关面试题

面试题参考文章

1、HTTP1.0 、 HTTP1.1、HTTP2.0 的主要区别 ？

• HTTP 1.0：默认使用短连接，浏览器每次请求都需要与服务器建立一次 TCP 连接，服务器处理完成后立即断开 TCP 连接（无连接），服务端不记录客户端的请求状态（无状态）。

• HTTP 1.1：默认使用长连接，用以保持连接特性。使用长连接的 HTTP 协议，会在响应头加入这行代码：

  // Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个持续时间，可以在不同的服务器软件中设定这个时间。
  // 实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。
  Connection:keep-alive
  

  在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。

• HTTP 2.0：引入二进制数据帧和流的概念，支持多路复用、服务器推送，支持使用二进制格式传输数据，而 HTTP 1.0 依然使用文本格式传输。

2、GET 和 POST 的区别？

• URL 中参数可见性：GET 参数可见（通过拼接 URL 进行传递参数），POST 参数不可见。
• 是否可缓存：GET 请求是可以缓存的，POST 请求不可以缓存。
• 传输数据的大小：GET 一般传输数据大小不超过 2k-4k（根据浏览器不同，限制不一样，但相差不大），POST 请求传输数据的大小根据 php.ini 配置文件设定，也可以无限大。
• 安全性：GET 不安全，POST 安全。
• 数据包个数：GET 产生一个 TCP 数据包；POST 产生两个 TCP 数据包。

3、讲一下HTTP 的优缺点

• HTTP 协议的特性「无状态、明文传输」既是优点也是缺点，同时还有一大缺点「不安全」。

① 无状态协议的优缺点：

• 无状态的好处：服务器不用去记忆 HTTP 的状态，不需要额外的资源来记录状态信息，这能减轻服务器的负担，能够把更多的 CPU 和内存资源用在对外提供服务上。

• 无状态的坏处：服务器没有记忆能力，它在完成有关联性的操作时会非常麻烦。

  ​ 例如登录 -> 添加购物车 -> 下单 -> 结算 -> 支付，这系列操作都要知道用户的身份才行。但服务器不知道这些请求是有关联的，每次都要确认一遍用户身份信息。

对于无状态的问题，解法方案有很多种，其中比较简单的方式用 Cookie 技术。

Cookie 通过在请求和响应中写入 Cookie 信息来控制客户端的状态。相当于，在客户端第一次请求后，服务器会下发一个带有客户身份信息的「小贴纸」，后续客户端请求服务器的时候，带上「小贴纸」，服务器就能识别了：在这里插入图片描述

② 明文传输的优缺点：

• 明文意味着在传输过程中的信息，是可方便阅读的，通过浏览器的 F12 控制台或 Wireshark 抓包都可以直接肉眼查看，为我们调试工作带了极大的便利性。
• 但是这正是这样，HTTP 的所有信息都暴露在了光天化日下，相当于信息裸奔。在传输的漫长的过程中，信息的内容都毫无隐私可言，很容易就能被窃取，如果里面有你的账号密码信息，那你号没了。

4、HTTPS和HTTP的区别是什么？

• ① 安全性区别：HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，存在安全风险的问题。HTTPS 可以保证信息传输安全，在 TCP 和 HTTP 网络层之间加入了 SSL/TLS 安全协议，使得报文能够加密传输。
• ② 建里连接流程区别：HTTP 连接建立相对简单， TCP 三次握手之后便可进行 HTTP 的报文传输。而 HTTPS 在 TCP 三次握手之后，还需进行 SSL/TLS 的握手过程，才可进入加密报文传输。
• ③ 端口区别：HTTP 的端口号是 80，HTTPS 的端口号是 443。
• ④ 是否需要申请数字证书：HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。而 HTTP 协议不需要。

5、Cookie和Session的作用以及有什么区别？

Cookie和Session的作用 ？

• Cookie 一般用来保存用户信息。比如我们在 Cookie 中保存已经登录过得用户信息，下次访问网站的时候页面可以自动帮你登录的一些基本信息给填了；
• **Session 的主要作用就是通过服务端记录用户的状态。**典型的场景是购物车，当你要添加商品到购物车的时候，系统不知道是哪个用户操作的，因为 HTTP 协议是无状态的。服务端给特定的用户创建特定的 Session 之后就可以标识这个用户并且跟踪这个用户了。

Cookie和Session的区别 ？

• Cookie 数据保存在客户端，Session 数据保存在服务器端。
• Cookie 存储在客户端中，而Session存储在服务器上，相对来说 Session 安全性更高。如果要在 Cookie 中存储一些敏感信息，不要直接写入 Cookie 中，最好能将 Cookie 信息加密然后使用到的时候再去服务器端解密。
• Cookie ⼀般⽤来保存⽤户信息，Session 的主要作用就是通过服务端记录用户的状态。

6、URL和URI的之间有什么区别？

参考文章：

• https://blog.csdn.net/sinat_38719275/article/details/102607458
• https://blog.csdn.net/qq_32595453/article/details/80563142

• URI：是统一资源标志符，可以唯一标识一个资源。
• URL：是统一资源定位符，可以提供该资源的路径。URL 是 URI 的一个子集，它不仅唯一标识资源，而且还提供了定位该资源的信息。

URI 的作用像身份证号一样，URL 的作用更像家庭住址一样。

7、简单介绍一下对称加密算法和非对称加密算法的区别？

• 对称加密算法：双方持有相同的密钥，进行加密速度快，典型对称加密算法：DES、AES。
• 非对称加密算法：密钥成对出现（私钥、公钥），私钥只有自己知道，不在网络中传输；而公钥可以公开。相比对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有：RSA、DSA。

8、HTTPS 是如何建立连接的？其间交互了什么？

HTTPS 是在 HTTP 与 TCP 之间加了一层 SSL/TLS 协议 ，所以建里连接流程如下：

① 首先建立 TCP 连接：三次握手。

② 然后建里 SSL/TLS 加密：

SSL/TLS 协议基本流程：

• 客户端向服务器索要并验证服务器的公钥。
• 双方协商生产「会话秘钥」。
• 双方采用「会话秘钥」进行加密通信。
• 前两步也就是 SSL/TLS 的建立过程，也就是握手阶段。

③ 发送HTTP 请求。

参考文章：https://csp1999.blog.csdn.net/article/details/117506872