十分钟搞懂HTTP和HTTPS协议

Posted 2021-04-26 程序员知识精选

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

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

post请求

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，绝大多数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。

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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