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HTTP/HTTPS/TCP原理

news 来源：原创 2024/12/28 1:46:11

一、HTTP

1.1 网络分层请求

网络一共经历的大概以下几个分层，不同的网络介质消息需要通过转换。

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1.2 OSI模型

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1.3 一个HTTP的分层解析流程

首先输入域名http://test.com
步骤一

客户端1
应用层1:浏览器是不认识域名，只认识IP。浏览器会先查看是否有域名->IP的缓存，如果有则访问。如果没有则查看本地host文件，如果还是没有，就会发起一个DNS请求(传输层采用UDP)获取请求域名的IP地址。
传输层1：传输层采用UDP协议，经过传输层，处理后会在DNS请求报文的基础上添加UDP的请求头。
网络层1：在UDP请求报文的基础上加上IP请求头，通过ARP请求来解析出mac地址。
数据链路层1：将网络层的mac地址拿到，加上对应mac地址，最后交给物理层的物理介质。

路由器
物理层：通过物理层进行连接。
数据链路层：查看mac地址是否是自己，如果是则解析，不是则丢弃。
网络层：将请求报文进行解析，首先通过运营商的DNS服务器，如果解析成功则层层返回到服务器1。

步骤二

客户端1
应用层1：拿到ip地址后，使用HTTP，传输一些TCP的参数，代表使用TCP协议。
以上类似。
服务端1
传输层：通过运营商进行解析到达对端的服务器，进行层层解析，通过传输层的TCP请求80端口提交给应用程序。
应用层：解析HTTP请求报文，构造HTTP响应报文，层层解析返回到客户端。

1.4 HTTP协议

超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）是一个简单的请求-响应协议，它通常运行在TCP之上。它是一种无状态协议。

1.4.1 HTTP请求报文格式

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1.4.2 HTTP请求流程

从URL解析出域名，检查域名有无对应的IP（通过浏览器DNS缓存和本地HOST），如果没有获取，则通过DNS服务器j进行获取。
进行TCP的三次握手（HTTPS还需要进行TLS交换密钥的握手）
浏览器发送HTTP请求
浏览器拿到HTTP响应
浏览器拿到响应报文，渲染页面。
TCP四次挥手

1.5 TCP协议

在这里插入图片描述 1.5.1 TCP的请求报文

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Source port：源端口（基本上市随机生成）
Dest port：目的端口
Sequence number：序列号
Acknowledgment number：应答编号
Header length：首部的长度
Unused：保留字段
Unused右边：报文的标示，什么类型的报文（ACK为响应的报文，SYN为请求的报文，FIN为关闭连接的报文）
Receive Window：当前服务器可接收数据大小的窗口值
Urgent data pointer：紧急数据指针（有的话，应用程序会优先处理）
Options：可选参数
Data：数据

1.5.2 TCP的三次握手

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服务器首先会处于LISTEN状态，客户端发送SYN的请求报文，seq序列号x为随机生成。
服务端收到SYN报文，会创建响应报文，回送一个ACK报文给客户端，通过ack=x+1来确认唯一的SYN报文，并且随机生成一个seq序列号y，回送一个SYN报文。
客户端收到响应报文后，会进入到ESTABLISHED状态，发送一个ACK报文给服务端，ack=y+1来确认对应的连接。
服务端收到ACK报文后，连接确认建立。

1.5.2 TCP的四次挥手

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客户端发送FIN的报文，seq=i
服务端收到客户端的FIN报文，服务端回送ACK报文，ack=i+1
服务端回送FIN报文，seq=j
客户端回送收到服务端FIN报文，回送ACK报文，ack=j+1
客户端进入TIME_WAIT，等待报文来回的时间（如果上一步丢包，服务端无法关闭连接，服务端会重试FIN报文请求，需要一个来回保证关闭连接。防止滞留在网络中的报文，对新建立的连接造成数据困扰）

二、HTTPS

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应用层的HTTP不再和TCP进行交互，而是SSL安全套接层（TLS），安全套接层主要是对数据进行加密和解密

2.1 摘要、对称加密算法、非对称加密算法

摘要算法： 哈希算法、散列算法，它通过一个函数，把任意长度的数据转换为一个长度固定的数据串
摘要结果是不可逆的，不能被还原为原数据。
对称加密算法： 编解码使用相同的密钥的算法（如AES、RC4）
非对称加密算法： 使用公钥加密，需要使用私钥解密。使用私钥加密，需要使用公钥解密。

2.2 安全层的握手

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