http & https

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《图解HTTP - 上野宣》

一、概述

来看看几个概念点

Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议
基于请求与响应、无状态的应用层的协议

1.1 http的诞生

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HTTP_百度百科 (baidu.com)

1.2 TCP/IP协议与DNS协议

它们与http协议关系密切，来了解一下它们的工作原理

TCP/IP四层模型

名称	作用
应用层	向用户提供应用服务时通信的活动
传输层	提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输
网络层	处理在网络上流动的数据包，数据包是网络传输的最小数据单位
数据链路层	处理连接网络的硬件部分

当TCP/IP协议进行网络通信时，内部的传输流会根据分层顺序，发送端从应用层往下走，接收端则往应用层往上走。

每层在接收到上一层或下一层的数据报文后，会进行封装或解封装处理。

从上图可以看到，TCP是位于传输层的，提供了可靠的字节流传输服务。为什么说它可靠呢，相较于UDP，TCP协议采用三次握手四次挥手策略，在发送数据包出去后，会向对方确认数据包是否成功送达；而对于UDP来说，数据发出去后它是做一个甩手掌柜，置之不理的。

而对于DNS（Domain Name System）域名解析服务来说，它负责了域名到IP地址之间的解析服务，因为记忆一串纯数字的IP地址来说，对于我们用户实在是太不友好了，所以DNS解析服务应运而生，通常一个访问可能会经过本地DNS及公共DNS服务器。

所以，在http的传输过程中，TCP/IP协议与DNS协议它们三者都是密不可分的。

1.3 URL & URI

url：统一资源定位符
uri：统一资源标识符

如果从书上绝对URI的格式来看

事实上上面是遵循了一个通用标准：RFC3986，统一资源标识符（URI）通用语法。

1.4 GET和POST的区别

请求数据的放置位置不同：Get附在URL后，Post在请求体里
传输数据量大小不同：Get长度限制在URL中，Post理论上数据不受限
传输数据安全性不同：Get在URL明文显示，Post藏在请求体里，虽然F12也能看到

1.5 HTTP的2.0

版本	产生时间	内容	发展现状
HTTP/0.9	1991年	不涉及数据包传输，规定客户端和服务器之间通信格式，只能GET请求	没有作为正式的标准
HTTP/1.0	1996年	传输内容格式不限制，增加PUT、PATCH、HEAD、 OPTIONS、DELETE命令	正式作为标准
HTTP/1.1	1997年	持久连接(长连接)、节约带宽、HOST域、管道机制、分块传输编码	2015年前使用最广泛
HTTP/2	2015年	多路复用、服务器推送、头信息压缩、二进制协议等	逐渐覆盖市场

http的2.0版本是一个二进制协议，在以前1.0的时代数据传输是通过应用层的纯文本格式，然而在2.0时代引入了新的数据传输单位，分别是：帧、消息、流，2.0版本会将所有传输的信息分割为更小的消息和数据帧，它有几个特点

首部压缩
多路复用
并行双向传输
服务端推送

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[HTTP 2.0_百度百科 (baidu.com)](baike.baidu.com/item/HTTP 2.0/12520156?fr=aladdin)
有关HTTP2.0详解_Benjamin的博客-CSDN博客

而在2012年的时，以下面几项协议为基础，以改善用户在使用Web时的速度体验为目的去进行讨论研发：

SPDY
HTTP Speed+Mobility
Network-Friendly HTTP Upgrade

二、协议内部

2.1 http的组成部分

一个Http请求由三个部分组成

请求头：若干头部的字段，如消息正文长度、字符集等
请求体：一些数据如Cookie、Token以及一些客户端数据等
请求行：包含请求方法、URL地址、协议名称和版本号

一个Http响应由三个部分组成

响应头
响应体
响应行

上面的好复杂，看下面的简易版的

报文内的内容，可以通过wireshark抓包工具去看看，不过我比较懒就是了。

2.2 状态码

接下来看看http的状态码有哪些

状态码	说明
100-199	（没遇到过......）成功接收请求，要求客户端继续提交下一次请求完成整个处理过程
200-299	请求成功，例如200，我也只遇到过200
300-399	（没遇到过......）需要进一步细化请求
400-499	浏览器请求出现错误，例如请求资源不存在（404）
500-599	后端服务器出现问题，例如SQL报错等等

2.3 TCP与长连接

其实，HTTP长连接和HTTP短连接指的是传输层的TCP连接是否被多次使用

模型对比

先看看OSI七层模型

如果把它跟TCP/IP协议进行一个对比的话

OSI模型	TCP/IP
应用层	应用层
表示层	👆
会话层	👆
传输层	传输层
网络层	网络层
数据链路层	链路层
物理层	👆

我们最常用的http、ssh、dns都是在应用层上进行处理的，并且在http报文传输中的本质过程就是数据封装和解封装的一个过程

握手与挥手

TCP三次握手过程

客户端：发送SYN帧打开请求传输通道
服务器：收到，回包进行确认
客户端：自身状态改变，发送ACK最终确认
数据传输......

TCP四次挥手过程

客户端或服务器：发送请求断开的报文
收到，并回复：我接受你的分手
被分手的人继续完成最后的数据发送......然后回复报文：我发送完成了，拜拜
最终确认，关闭连接

TCP的连接状态

可以在Linux用netstat进行查看

参数解释

2.4 长连接的配置

长连接的本质是TCP连接建立后该传输层连接不再进行释放，供应用层反复使用，如果客户端在首部加上Connection:Keep-Alive请求头，表示请求服务端将传输层TCP连接保持在打开状态；如果服务端同意将这条TCP连接保持在打开状态，就会在HTTP响应中包含同样的首部

那么，怎么配置长连接呢？

独立部署Tomcat

修改apache-tomcat-8.5.69\conf\server.xml文件中的Connector（连接器）的配置，死命写参数

SpringBoot内嵌式Tomcat

可以通过配置TomcatServletWebServerFactory容器工厂Bean实例

Nginx长连接配置

去修改那个conf文件

设计原则

连接不是时间越久越好，需要看单个用户在单位时间内的请求次数而定

2.5 Apache HttpClient

引入依赖

        <dependency>
            <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
            <artifactId>httpclient</artifactId>
            <version>4.5.13</version>
        </dependency>

算了，不写了

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Apache HttpClient示例_一名可爱的技术搬运工-CSDN博客

三、https

HTTP不安全，所以引入了HTTPS，引入安全通道和密钥机制，在HTTP的基础上加入了SSL/TLS协议，TLS是传输层加密协议，前身是SSL协议，两者不作太多区分。

3.1 概述

为什么http协议不安全？

明文通信
身份无需验证
对报文的完整性没有校验

鉴于上述问题，https应运而生，而http协议与https协议的核心区分其实是在应用层上

而在SSL/TLS协议中，包括

握手协议 用来在协商通信的过程中使用加密套件（加密算法、密钥交换算法和MAC算法等），在服务端和客户端之间安全地交换密钥、实现服务端和客户端的身份验证。
密码变化协议 客户端服务端之间的密码变化协议，变化通知对端后，后面的报文都用新协商好的加密套件和密钥进行传输。
警告协议 用来向对端发送告警信息，消息中包含告警的严重级别和描述。
应用数据协议 真正承载的应用数据。
记录协议 类似于校验和，将上述的协议进行分块计算、MAC值处理等。

3.2 SSL/TLS的握手过程

基本流程如下

客户端向服务端索要并颜值公钥；
双方协商一致生成“对话密钥”；
使用上述密钥进行加密通信，并验证握手消息是否被第三方修改。

到最后，双端的握手阶段结束，然而在后续的通信过程中仍然使用的是http协议或WebSocket协议，只是在应用层上报文内容都进行了加密。

上述流程是以单向认证的握手流程为蓝本进行描绘的。

3.3 Keytool & 单向认证与双向认证

简单理解一下

Keytool：Java中管理和生成自签名证书的工具

是Java中自带的工具，将密钥（Key）和证书（Certificates）存在一个格式为“.keystore”（或.jks）的文件中，然后可以导出自签发的数字证书。在JDK安装过程中，Keytool工具已经解压到对应的JDK的/bin目录中，其可执行文件的文件名为keytool.exe。

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keytool (oracle.com)
Java制作证书的工具keytool用法总结 - 孤傲苍狼 - 博客园 (cnblogs.com)
单向认证：客户端对服务端进行身份验证
双向认证：客户端服务端双向认证

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keytool (oracle.com)
Java制作证书的工具keytool用法总结 - 孤傲苍狼 - 博客园 (cnblogs.com)

下一节进入实战案例

3.4 Netty通信中的SSL/TLS

不做了，懒

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netty使用ssl双向认证 - 知乎 (zhihu.com)
netty4，openssl双向认证 - 谈建林的个人空间 - OSCHINA - 中文开源技术交流社区
Netty及SSL/TLS介绍_摩登时代-CSDN博客_netty ssl
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