HTTP及HTTPS協(xié)議原理解析與面試問題

zsy888 發(fā)布于2019-06-28 18:42 / 2372人閱讀

摘要：另外，它還要處理端到端的差錯控制和流量控制等問題，最終為會話提供可靠的無誤的數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層協(xié)議的代表包括等。顧名思義，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

七層模型

想了解http，就需要了解TCP，IP協(xié)議。因為http是基于TCP，IP層上面的。如下圖所示：

以前總是記不住這七層模型，但其實理解之后自然就記住了。
整張圖應(yīng)該從下邊向上看，假設(shè)別人想發(fā)一條信息給我的電腦。首先是通過網(wǎng)絡(luò)把信息傳導(dǎo)到的電腦，但不能說我的電腦對于所有的信息都接受，我會判斷信息，之后在處理信息，這些就是七層模型做的事情。一步一步分開來看，并用打電話這一創(chuàng)建的例子來對應(yīng)：

物理層包括物理連網(wǎng)媒介，實際上就是布線、光纖、網(wǎng)卡和其它用來把兩臺網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備連接在一起的東西。它規(guī)定了激活、維持、關(guān)閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。（這就相當(dāng)于電信公司的信號發(fā)射塔，接收信號而已）

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層主要作用是控制網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的通信。它保證了數(shù)據(jù)在不可靠的物理線路上進行可靠的傳遞。它把從網(wǎng)絡(luò)層接收到的數(shù)據(jù)分割成特定的可被物理層傳輸?shù)膸ＷC了傳輸?shù)目煽啃浴＃ㄏ喈?dāng)于發(fā)射塔讓接受的信號更穩(wěn)定，方便下一層的解讀）

網(wǎng)絡(luò)層很多人經(jīng)常混淆2層和3層的相關(guān)問題，簡單來說，如果你在談?wù)撘粋€與IP地址、路由協(xié)議或地址解析協(xié)議（ARP）相關(guān)的問題，那么這就是第三層的問題。　　網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進行路由選擇，它通過綜合考慮發(fā)送優(yōu)先權(quán)、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量以及可選路由的花費來決定從一個網(wǎng)絡(luò)中兩個節(jié)點的最佳路徑。另外，它還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能（相當(dāng)于我們打一個長途電話，當(dāng)前連接的發(fā)射站不能直接傳遞給另一用戶，需要先傳遞給附近的發(fā)射站）
到這里為止，其實信息還沒有傳遞到我們的電腦，可以理解為信息在路由網(wǎng)絡(luò)間傳遞。

傳輸層是OSI模型中最重要的一層，它是兩臺計算機經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信時,第一個端到端的層次，起到緩沖作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時，它將提高服務(wù)，以滿足高層的要求；而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時，它只需進行很少的工作。另外，它還要處理端到端的差錯控制和流量控制等問題，最終為會話提供可靠的,無誤的數(shù)據(jù)傳輸。（相當(dāng)于我們找到了最后的信號站，可以直接發(fā)送信號給通話者，但是這層會做一些數(shù)據(jù)的整合等工作）

會話層會話層負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點之間建立和維持通信，并保持會話獲得同步，它還決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發(fā)送。

表示層表示層的作用是管理數(shù)據(jù)的解密與加密，如常見的系統(tǒng)口令處理，當(dāng)你的賬戶數(shù)據(jù)在發(fā)送前被加密，在網(wǎng)絡(luò)的另一端，表示層將對接收到的數(shù)據(jù)解密。另外，表示層還需對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。（相當(dāng)于發(fā)射塔給手機發(fā)送一些壓縮的信息，我們手機接收到后解碼）

應(yīng)用層　　簡單來說，應(yīng)用層就是為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口，包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件等的信息處理。　　應(yīng)用層協(xié)議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。（這就是真正的收到信息，相當(dāng)于我們聽到了對方的聲音，這次對話完成了）

總結(jié)起來就是：
打電話信息發(fā)出(www） --->發(fā)射塔收到不穩(wěn)定信息流（物理層） ---> 發(fā)射塔整理信息流（鏈路層）---> 發(fā)射塔轉(zhuǎn)給離接收人更近的發(fā)射塔（網(wǎng)絡(luò)層IP） ---> 發(fā)射塔向接收人發(fā)送信息（傳輸層TCP） ---> 通話建立（會話層） ---> 解碼信息（表示層） ---> 發(fā)出聲音給接收人（應(yīng)用層HTTP）

各協(xié)議在HTTP中的用途

對于HTTP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，我們在網(wǎng)絡(luò)層用的是IP，在傳輸層用的是TCP。
IP： internet protocal。顧名思義，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。他能確保計算機之間在網(wǎng)絡(luò)上互相通信，但是他不檢查消息是否以發(fā)送次序到達而沒有損壞，因此，我們需要上一層來檢驗消息。于是有了TCP層
TCP：保證信息正確次序，內(nèi)容不變。同時引入端口分發(fā)給不同的服務(wù)。同時分割數(shù)據(jù)為更小的ip包，到達時重組。
HTTP：當(dāng)信息解讀好，我們傳給HTTP層，即為應(yīng)用層。超文本傳輸協(xié)議（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計HTTP最初的目的是為了提供一種發(fā)布和接收HTML頁面的方法。

以上是對支撐HTTP的網(wǎng)絡(luò)七層的概括，我們需要理解為什么要在http層下面有那么多層，每一層的目的是什么。

明白了這些之后，問題來了，這七層是怎么知道自己應(yīng)該怎么解讀數(shù)據(jù)，而不是說TCP層解讀HTTP層。這里面就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的封裝和傳遞了：

從這個圖中，我們可以看到每一層的數(shù)據(jù)都會被一個這層的頭信息包裹。
之后我們在接收到信息時再一層一層讀取信息

HTTPS原理

講完http，我們會發(fā)現(xiàn)，我們傳遞的信息在網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)過那么多物理層的傳輸，保不準(zhǔn)會被別人截獲，而我們卻一點也不知道。于是我們想到要加密我們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。因為只有http層信息是我們要的，所以在這一層下面加入一層來加密信息。這一層就是SSL層，同時我們?nèi)绻雮鹘ossl層，我們用端口443.
ssl層簡稱安全套階層，主要就是加密解密。
一開始我們會說，我們就讓服務(wù)器給我們一個公鑰，每次用他來解密不就行了。但是這種辦法不可以，因為別人同樣可以截獲你的公鑰，畢竟公鑰也是在網(wǎng)絡(luò)上傳遞的。
于是我們就要想一種辦法，讓我們的公鑰也被加密，并且這個加密方式是在服務(wù)器或者我們電腦上進行的，這樣才安全
如圖：

重點在這里：

服務(wù)器端產(chǎn)生的是對稱秘鑰，所以只是把公鑰發(fā)送出去，私鑰一直在自己這里（對稱秘鑰就是一個公鑰，一個私鑰，用公鑰加密，用私鑰直接能解碼，但是比較慢，不能一直用這個通信）

客戶端首先向一個權(quán)威的服務(wù)器檢查證書的合法性，如果證書合法，客戶端產(chǎn)生一段隨機數(shù)，這個隨機數(shù)就作為通信的密鑰，我們稱之為對稱密鑰，用公鑰加密這段隨機數(shù)，然后發(fā)送到服務(wù)器

服務(wù)器用密鑰解密獲取對稱密鑰，然后，雙方就已對稱密鑰進行加密解密通信了

這里主要就HTTP相關(guān)知識進行總結(jié)，希望幫助大家！

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