计算机网络学习笔记-HTTP与HTTPS
1 HTTP协议
1.1 简介
HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。
1.2 HTTP协议所在的协议层
HTTP是基于TCP协议之上的。在TCP/IP协议参考模型的各层对应的协议如下图,其中HTTP是应用层的协议。
1.3 Http的请求响应模型
HTTP由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型（B/S）。HTTP协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应。见下图:
HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后服务器返回响应(response)，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息.HTTP遵循请求(Request)/应答(Response)模型。客户机（浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构造成一套请求和应答。
1.4 HTTP工作流程
一次HTTP操作称为一个事务，其工作整个过程如下：
1 ) 地址解析，
如用客户端浏览器请求这个页面：http://localhost.com:8080/index.htm
从中分解出协议名、主机名、端口、对象路径等部分，对于我们的这个地址，解析得到的结果如下：
在这一步，需要域名系统DNS解析域名localhost.com,得主机的IP地址。
2）封装HTTP请求数据包
把以上部分结合本机自己的信息，封装成一个HTTP请求数据包
3）封装成TCP包，建立TCP连接（TCP的三次握手）
在HTTP工作开始之前，客户机（Web浏览器）首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过TCP来完成的，该协议与IP协议共同构建Internet，即著名的TCP/IP协议族，因此Internet又被称作是TCP/IP网络。HTTP是比TCP更高层次的应用层协议，根据规则，只有低层协议建立之后才能，才能进行更层协议的连接，因此，首先要建立TCP连接，一般TCP连接的端口号是80。这里是8080端口
4）客户机发送请求命令
建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可内容。
5）服务器响应
服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。
实体消息是服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据
6）服务器关闭TCP连接
一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码
Connection:keep-alive
TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。特别说明，HTTP1.1默认开启长连接。
1.5 HTTP协议栈中各层数据流
首先我们看看客户端请求的时候，数据在各层协议的数据组织如下图：
而服务器解析客户机请求就是反向操作的过程，如下图：
客户机发起一次请求的时候：
客户机会将请求封装成http数据包-->封装成Tcp数据包-->封装成Ip数据包--->封装成数据帧--->硬件将帧数据转换成bit流（二进制数据）-->最后通过物理硬件（网卡芯片）发送到指定地点。
服务器硬件首先收到bit流....... 然后转换成ip数据包。于是通过ip协议解析Ip数据包，然后又发现里面是tcp数据包，就通过tcp协议解析Tcp数据包，接着发现是http数据包通过http协议再解析http数据包得到数据。
1.6 HTTP1.1请求方式
| 方法 | 作用 |
| GET | 请求获取由 Request-URI 所标识的资源 |
| POST | 请求服务器接收在请求中封装的实体，并将其作为由 Request-Line 中的 Request-URI 所标识的资源的一部分 |
| HEAD | 请求获取由 Request-URI 所标识的资源的响应消息报头 |
| PUT | 请求服务器存储一个资源，并用 Request-URI 作为其标识符 |
| DELETE | 请求服务器删除由 Request-URI 所标识的资源 |
| TRACE | 请求服务器回送到的请求信息，主要用于测试或诊断 |
| CONNECT | 保留将来使用 |
| OPTIONS | 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求 |
1.7响应状态码及含义
状态代码由 3 位数字组成， 表示请求是否被理解或被满足，状态描述给出了关于状态码的简短的文字描述。状态码的第一个数字定义了响应类别，后面两位数字没有具体分类。第一个数字有 5 种取值，如下所示。
1xx：指示信息——表示请求已经接受，继续处理
2xx：成功——表示请求已经被成功接收、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——客户端请求有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。
1.8 HTTP1.1的持久连接
HTTP1.1支持持久连接，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。一个包含有许多图像的网页文件的多个请求和应答可以在一个连接中传输，但每个单独的网页文件的请求和应答仍然需要使用各自的连接。HTTP 1.1还允许客户端不用等待上一次请求结果返回，就可以发出下一次请求，但服务器端必须按照接收到客户端请求的先后顺序依次回送响应结果，以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容，这样也显著地减少了整个下载过程所需要的时间。
2、HTTPS协议
我们都知道HTTPS能够加密信息，以免敏感信息被第三方获取。所以很多银行网站或电子邮箱等等安全级别较高的服务都会采用HTTPS协议。
2.1 简介及工作流程
HTTPS其实是有两部分组成：HTTP + SSL / TLS，也就是在HTTP上又加了一层处理加密信息的模块。服务端和客户端的信息传输都会通过TLS进行加密，所以传输的数据都是加密后的数据。具体是如何进行加密，解密，验证的，且看下图。
1. 客户端发起HTTPS请求
这个没什么好说的，就是用户在浏览器里输入一个https网址，然后连接到server的443端口。
2. 服务端的配置
采用HTTPS协议的服务器必须要有一套数字证书，可以自己制作，也可以向组织申请。区别就是自己颁发的证书需要客户端验证通过，才可以继续访问，而使用受信任的公司申请的证书则不会弹出提示页面(startssl就是个不错的选择，有1年的免费服务)。这套证书其实就是一对公钥和私钥。如果对公钥和私钥不太理解，可以想象成一把钥匙和一个锁头，只是全世界只有你一个人有这把钥匙，你可以把锁头给别人，别人可以用这个锁把重要的东西锁起来，然后发给你，因为只有你一个人有这把钥匙，所以只有你才能看到被这把锁锁起来的东西。
3. 传送证书
这个证书其实就是公钥，只是包含了很多信息，如证书的颁发机构，过期时间等等。
4. 客户端解析证书
这部分工作是有客户端的TLS来完成的，首先会验证公钥是否有效，比如颁发机构，过期时间等等，如果发现异常，则会弹出一个警告框，提示证书存在问题。如果证书没有问题，那么就生成一个随即值。然后用证书对该随机值进行加密。就好像上面说的，把随机值用锁头锁起来，这样除非有钥匙，不然看不到被锁住的内容。
5. 传送加密信息
这部分传送的是用证书加密后的随机值，目的就是让服务端得到这个随机值，以后客户端和服务端的通信就可以通过这个随机值来进行加密解密了。
6. 服务段解密信息
服务端用私钥解密后，得到了客户端传过来的随机值(私钥)，然后把内容通过该值进行对称加密。所谓对称加密就是，将信息和私钥通过某种算法混合在一起，这样除非知道私钥，不然无法获取内容，而正好客户端和服务端都知道这个私钥，所以只要加密算法够彪悍，私钥够复杂，数据就够安全。
7. 传输加密后的信息
这部分信息是服务段用私钥加密后的信息，可以在客户端被还原
8. 客户端解密信息
客户端用之前生成的私钥解密服务段传过来的信息，于是获取了解密后的内容。整个过程第三方即使监听到了数据，也束手无策。
2.2 特点
1）客户端产生的**只有客户端和服务器端能得到；
2）加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文；
3）客户端到服务端的通信是安全的。