http/https网络笔记

http简介

超文本传输协议,是一个基于请求与响应,无状态的,应用层的协议,常基于TCP/IP协议传输数据,互联网上应用最为广泛的一种网络协议,所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP的初衷是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法

http url

以下面这个URL为例,介绍下普通URL的各部分组成:

http://www.jianshu.com:8080/news/index.asp?boardID=5&ID=24618&page=1#name

1.协议部分:该URL的协议部分为“http:”,这代表网页使用的是HTTP协议。在Internet中可以使用多种协议,如HTTP,FTP等等本例中使用的是HTTP协议。在"HTTP"后面的“//”为分隔符

2.域名部分:该URL的域名部分为“www.jianshu.com”。一个URL中,也可以使用IP地址作为域名使用

3.端口部分:跟在域名后面的是端口,域名和端口之间使用“:”作为分隔符。端口不是一个URL必须的部分,如果省略端口部分,将采用默认80端口

4.虚拟目录部分:从域名后的第一个“/”开始到最后一个“/”为止,是虚拟目录部分。虚拟目录也不是一个URL必须的部分。本例中的虚拟目录是“/news/”

5.文件名部分:从域名后的最后一个“/”开始到“?”为止,是文件名部分,如果没有“?”,则是从域名后的最后一个“/”开始到“#”为止,是文件部分,如果没有“?”和“#”,那么从域名后的最后一个“/”开始到结束,都是文件名部分。本例中的文件名是“index.asp”。文件名部分也不是一个URL必须的部分,如果省略该部分,则使用默认的文件名

6.锚部分:从“#”开始到最后,都是锚部分。本例中的锚部分是“name”。锚部分也不是一个URL必须的部分

7.参数部分:从“?”开始到“#”为止之间的部分为参数部分,又称搜索部分、查询部分。本例中的参数部分为“boardID=5&ID=24618&page=1”。参数可以允许有多个参数,参数与参数之间用“&”作为分隔符。

http请求消息request

请求消息包括以下四个部分:请求行、请求头部、空行、请求数据四个部分


http响应消息response

响应消息也由四部分组成:状态行、消息报头、空行、响应正文


http状态码

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

http请求方法

GET 请求指定的页面信息,并返回实体主体。

HEAD    类似于get请求,只不过返回的响应中没有具体的内容,用于获取报头

POST    向指定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和/或已有资源的修改。

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页面。

CONNECT  HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。

OPTIONS  允许客户端查看服务器的性能。

TRACE    回显服务器收到的请求,主要用于测试或诊断。

http1.0、http 1.1、http 2.0的主要区别

HTTP1.0默认短连接,可以长连接,但是需要设置header connection:keep_Alive

HTTP1.1默认长连接

HTTP2.0支持二进制传输数据,更加安全快捷,而 HTTP1.0, HTTP1.1支持文本

HTTP2.0实现多路复用,更加快捷

HTTP2.0压缩header

HTTP2.0支持服务“主动”给客户端缓存发送数据

https简介

HTTPS是身披SSL外壳的HTTP。HTTPS是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议,经由HTTP进行通信,利用SSL/TLS建立全信道,加密数据包。HTTPS使用的主要目的是提供对网站服务器的身份认证,同时保护交换数据的隐私与完整性。

https主要解决三个问题:

1 内容加密 建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;

2 身份认证 确认网站的真实性

3 数据完整性 防止内容被第三方冒充或者篡改


ssl/tls握手过程

client hello

握手第一步是客户端向服务端发送 Client Hello 消息,这个消息里包含了一个客户端生成的随机数 Random1、客户端支持的加密套件(Support Ciphers)和 SSL Version 等信息

Server Hello

第二步是服务端向客户端发送 Server Hello 消息,这个消息会从 Client Hello 传过来的 Support Ciphers 里确定一份加密套件,这个套件决定了后续加密和生成摘要时具体使用哪些算法,另外还会生成一份随机数Random2。注意,至此客户端和服务端都拥有了两个随机数(Random1+ Random2),这两个随机数会在后续生成对称秘钥时用到。

Certificate

这一步是服务端将自己的证书下发给客户端,让客户端验证自己的身份,客户端验证通过后取出证书中的公钥

Certificate Request

Certificate Request 是服务端要求客户端上报证书,这一步是可选的,对于安全性要求高的场景会用到。比如银行网银u盾

Server Hello Done

Server Hello Done 通知客户端 Server Hello 过程结束

Certificate Verify

客户端收到服务端传来的证书后,先从 CA 验证该证书的合法性,验证通过后取出证书中的服务端公钥,再生成一个随机数 Random3,再用服务端公钥非对称加密 Random3生成 PreMaster Key

Client Key Exchange

上面客户端根据服务器传来的公钥生成了PreMaster Key,Client Key Exchange 就是将这个 key 传给服务端,服务端再用自己的私钥解出这个PreMaster Key得到客户端生成的Random3。至此,客户端和服务端都拥有Random1+Random2+Random3,两边再根据同样的算法就可以生成一份秘钥,握手结束后的应用层数据都是使用这个秘钥进行对称加密。为什么要使用三个随机数呢?这是因为 SSL/TLS 握手过程的数据都是明文传输的,并且多个随机数种子来生成秘钥不容易被暴力破解出来。

Change Cipher Spec(Client)

这一步是客户端通知服务端后面再发送的消息都会使用前面协商出来的秘钥加密了,是一条事件消息。

Encrypted Handshake Message(Client)

这一步对应的是 Client Finish 消息,客户端将前面的握手消息生成摘要再用协商好的秘钥加密,这是客户端发出的第一条加密消息。服务端接收后会用秘钥解密,能解出来说明前面协商出来的秘钥是一致的

Change Cipher Spec(Server)

这一步是服务端通知客户端后面再发送的消息都会使用加密,也是一条事件消息

Encrypted Handshake Message(Server)

这一步对应的是 Server Finish 消息,服务端也会将握手过程的消息生成摘要再用秘钥加密,这是服务端发出的第一条加密消息。客户端接收后会用秘钥解密,能解出来说明协商的秘钥是一致的。

CA证书

对于请求方来说,它怎么能确定它所得到的公钥一定是从目标主机那里发布的,而且没有被篡改过呢?亦或者请求的目标主机本本身就从事窃取用户信息的不正当行为呢?这时候,我们需要有一个权威的值得信赖的第三方机构(一般是由政府审核并授权的机构)来统一对外发放主机机构的公钥,只要请求方这种机构获取公钥,就避免了上述问题的发生。CA是Certificate Authority的缩写,也叫“证书授权中心”。

ca证书的颁发过程

用户首先产生自己的密钥对,并将公共密钥及部分个人身份信息传送给认证中心。认证中心在核实身份后,将执行一些必要的步骤,以确信请求确实由用户发送而来,然后,认证中心将发给用户一个数字证书,该证书内包含用户的个人信息和他的公钥信息,同时还附有认证中心的签名信息(根证书私钥签名)。用户就可以使用自己的数字证书进行相关的各种活动。数字证书由独立的证书发行机构发布,数字证书各不相同,每种证书可提供不同级别的可信度。

ca证书的内容

证书颁发机构的名称、证书本身的数字签名、证书持有者公钥、证书签名用到的Hash算法、证书保护的域名

验证证书的有效性

浏览器默认都会内置CA根证书,其中根证书包含了CA的公钥

1 证书颁发的机构是伪造的:浏览器不认识,直接认为是危险证书

2 证书颁发的机构是确实存在的,于是根据CA名,找到对应内置的CA根证书、CA的公钥。用CA的公钥,对伪造的证书的摘要进行解密,发现解不了,认为是危险证书。

3 对于篡改的证书,使用CA的公钥对数字签名进行解密得到摘要A,然后再根据签名的Hash算法计算出证书的摘要B,对比A与B,若相等则正常,若不相等则是被篡改过的。

4 证书可在其过期前被吊销,通常情况是该证书的私钥已经失密。较新的浏览器如Chrome、Firefox、Opera和Internet Explorer都实现了在线证书状态协议(OCSP)以排除这种情形:浏览器将网站提供的证书的序列号通过OCSP发送给证书颁发机构,后者会告诉浏览器证书是否还是有效的。

1、2点是对伪造证书进行的,3是对于篡改后的证书验证,4是对于过期失效的验证。

浏览器中输入域名后的全过程

域名解析(比如解析www.qq.com

1 首先查看本机hosts文件是否有网址映射关系

2 查找本机dns缓存

3 查找本地DNS服务器(TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器)

4 如果本地DNS服务器无法解析,并且dns服务器设置未用转发模式,本地dns将请求转发给13台根dns服务器,根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理,并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后,将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后,如果自己无法解析,它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(qq.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后,就会找qq.com域服务器,重复上面的动作,进行查询,直至找到www.qq.com主机。

5 如果本地DNS服务器无法解析,并且dns服务器设置启用转发模式,此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器,由上一级服务器进行解析,上一级服务器如果不能解析,或找根DNS或把转请求转至上上级,以此循环。不管是本地DNS服务器用的是转发,还是非转发,最后都是把结果返回给本地DNS服务器,由此DNS服务器再返回给客户机

建立TCP连接

客户端跟负载均衡建立tcp连接,负载均衡根据均衡算法选择一台后端realserver建立tcp连接(七层负载均衡)

建立tls连接

客户端跟负载均衡建立ssl连接,具体过程参考上文

响应http get请求

客户端发送http get请求到负载均衡,负载均衡将请求转发到realserver,realserver response到负载均衡,负载均衡response到客户端

客户端显示

客户端根据http response消息返回的html页面,显示

session和cookie

http协议是无状态的,用户输入用户名和密码登录后,session和cookie用来识别后续的请求来自哪个用户

cookie存储在浏览器端,session存储在服务器端

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