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小码哥《恋上数据结构与算法》笔记

极客时间《iOS开发高手课》笔记

iOS大厂面试高频算法题总结

iOS面试资料汇总

HTTPS

• HTTPS(HyperText Transfer Protocol Secure)，译为:超文本传输安全协议
  • 常称为HTTP over TLS、HTTP over SSL、HTTP Secure
• HTTPS的默认端口号是443(HTTP是80)

SSL/TLS

• HTTPS是在HTTP的基础上使用SSL/TLS来加密报文，对窃听和中间人攻击提供合理的防护
• SSL/TLS也可以用在其他协议上，比如
  • FTP → FTPS
  • SMTP → SMTPS
• TLS(Transport Layer Security)，译为:传输层安全性协议
  • 前身是SSL(Secure Sockets Layer)，译为:安全套接层

工作在哪一层

• 应用层构造数据
• 传输层拆分数据
• SSL/TLS位于二者之间，将数据整体加密，传输层再将加密的数据拆分。

OpenSSL

• OpenSSL是SSL/TLS协议的开源实现，始于1998年，支持Windows、Mac、Linux等平台
• 可以使用OpenSSL构建一套属于自己的CA，自己给自己颁发证书，称为“自签名证书”

HTTPS的成本

• 证书的费用
• 加解密计算
• 降低了访问速度
• 有些企业的做法是:包含敏感数据的请求才使用HTTPS，其他保持使用HTTP

HTTPS的通信过程

• 总的可以分为3大阶段
  1. TCP的3次握手
  2. TLS的连接
  3. HTTP请求和响应

TLS 1.2的链接

1. Client Hello
   • TLS的版本号
   • 支持的加密组件(Cipher Suite)列表
     • 加密组件是指所使用的加密算法及密钥长度等
   • 一个随机数(Client Random)
2. Server Hello
   • TLS的版本号
   • 选择的加密组件
     • 是从接收到的客户端加密组件列表中挑选出来的
   • 一个随机数(Server Random)
3. Certificate
   • 服务器的公钥证书(被CA签名过的)
4. Server Key Exchange
   • 用以实现ECDHE算法的其中一个参数(Server Params)
     • ECDHE是一种密钥交换算法
     • 为了防止伪造，Server Params经过了服务器私钥签名
5. Server Hello Done
   • 告知客户端:协商部分结束

• 目前为止，客户端和服务器之间通过明文共享了
  • Client Random、Server Random、Server Params
• 而且，客户端也已经拿到了服务器的公钥证书，接下来，客户端会验证证书的真实有效性

6. Client Key Exchange
   • 用以实现ECDHE算法的另一个参数(Client Params)

• 目前为止，客户端和服务器都拥有了ECDHE算法需要的2个参数:Server Params、Client Params
• 客户端、服务器都可以
  • 使用ECDHE算法根据Server Params、Client Params计算出一个新的随机密钥串:Pre-master secret
  • 然后结合Client Random、Server Random、Pre-master secret生成一个主密钥
  • 最后利用主密钥衍生出其他密钥:客户端发送用的会话密钥、服务器发送用的会话密钥等

7. Change Cipher Spec
   • 告知服务器:之后的通信会采用计算出来的会话密钥进行加密
8. Finished
   • 包含连接至今全部报文的整体校验值(摘要)，加密之后发送给服务器
   • 这次握手协商是否成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准
9. Change Cipher Spec
10. Finished
    • 到此为止，客户端服务器都验证加密解密没问题，握手正式结束
    • 后面开始传输加密的HTTP请求和响应

HTTP2/3

HTTP协议的不足(HTTP/1.1)

• 同一时间，一个连接只能对应一个请求
  • 针对同一个域名，大多数浏览器允许同时最多6个并发连接
• 只允许客户端主动发起请求
  • 一个请求只能对应一个响应
• 同一个会话的多次请求中，头信息会被重复传输
  • 通常会给每个传输增加500~800字节的开销
  • 如果使用 Cookie，增加的开销有时会达到上千字节

SPDY

• SPDY(speedy的缩写)，是基于TCP的应用层协议，它强制要求使用SSL/TLS
  • 2009年11月，Google宣布将SPDY作为提高网络速度的内部项目
• SPDY与HTTP的关系
  • SPDY并不用于取代HTTP，它只是修改了HTTP请求与响应的传输方式
  • 只需增加一个SPDY层，现有的所有服务端应用均不用做任何修改
  • SPDY是HTTP/2的前身
    • 2015年9月，Google宣布移除对SPDY的支持，拥抱HTTP/2

HTTP2

• HTTP/2在底层传输做了很多的改进和优化，但在语意上完全与HTTP/1.1兼容
  • 比如请求方法(如GET、POST)、Status Code、各种Headers等都没有改变
  • 因此，要想升级到HTTP/2
    • 开发者不需要修改任何代码
    • 只需要升级服务器配置、升级浏览器

HTTP2的特性

HTTP2的特性 - 二进制格式

• HTTP/2采用二进制格式传输数据，而非HTTP/1.1的文本格式
• 二进制格式在协议的解析和优化扩展上带来更多的优势和可能

HTTP2的特性 - 一些基本概念

• 数据流：已建立的连接内的双向字节流，可以承载一条或多条消息
  • 所有通信都在一个TCP连接上完成，此连接可以承载任意数量的双向数据流
• 消息:与逻辑HTTP请求或响应消息对应，由一系列帧组成
• 帧：HTTP/2通信的最小单位，每个帧都包含帧头(会标识出当前帧所属的数据流)
  • 来自不同数据流的帧可以交错发送，然后再根据每个帧头的数据流标识符重新组装

HTTP2的特性 - 多路复用

• 客户端和服务器可以将HTTP消息分解为互不依赖的帧，然后交错发送，最后再在另一端把它们重新组装起来
• 并行交错地发送多个请求，请求之间互不影响
• 并行交错地发送多个响应，响应之间互不干扰
• 使用一个连接并行发送多个请求和响应
• 不必再为绕过HTTP/1.1限制而做很多工作
  • 比如image sprites、合并CSS\JS、内嵌CSS\JS\Base64图片、域名分片等

image sprites(精灵图片)

• image sprites(也叫做CSS Sprites)，将多张小图合并成一张大图
  • 最后通过CSS结合小图的位置、尺寸进行精准定位

HTTP2的特性 - 优先级

• HTTP/2 标准允许每个数据流都有一个关联的权重和依赖关系
  • 可以向每个数据流分配一个介于1至256之间的整数
  • 每个数据流与其他数据流之间可以存在显式依赖关系
• 客户端可以构建和传递“优先级树”，表明它倾向于如何接收响应
• 服务器可以使用此信息通过控制CPU、内存和其他资源的分配设定数据流处理的优先级
  • 在资源数据可用之后，确保将高优先级响应以最优方式传输至客户端
• 应尽可能先给父数据流分配资源
• 同级数据流(共享相同父项)应按其权重比例分配资源
  1. A、B依赖于隐式“根数据流”，A获得的资源比例是12/16，B获得的资源比例是4/16
  2. D依赖于根数据流，C依赖于D，D应先于C获得完整资源分配
  3. D应先于C获得完整资源分配，C应先于A和B获得完整资源分配，B获得的资源是A所获资源的1/3
  4. D应先于E和C获得完整资源分配，E和C应先于A和B获得相同的资源分配，B获得的资源是A所获资源的1/3

HTTP2的特性 - 头部压缩

HTTP2的特性 - 服务器推送

• 服务器可以对一个客户端请求发送多个响应
  • 除了对最初请求的响应外，服务器还可以向客户端推送额外资源，而无需客户端额外明确地请求

HTTP2的问题

队头阻碍

• TCP协议导致的问题
• 使用QUIC协议可以解决

握手延迟

• 使用QUIC协议可以解决

HTTP3

• HTTP/3由Google开发，弃用TCP协议，改为使用基于UDP协议的QUIC协议实现
• QUIC(Quick UDP Internet Connections)，译为:快速UDP网络连接，由Google开发，在2013年实现

如何保证可靠传输？

• 由QUIC来保证

HTTP3的特性 - 连接迁移

HTTP3的特性 - 操作系统内核、CPU负载