个人笔记之HTTP，HTTPS，TCP

1.http简介

  HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是因特网上应用最为广泛的一种网络传输协议，所有的WWW文件都必须遵守这个标准。HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML 文件, 图片文件, 查询结果等）。

2.http工作原理

  HTTP是基于客户/服务器模式，且面向连接的。浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WEB服务器发送所有请求。HTTP 默认工作在 TCP 协议 80 端口，但是你也可以改为8080或者其他端口。
  CGI(Common Gateway Interface)公共网关接口是外部扩展应用程序与 Web 服务器交互的一个标准接口。是 HTTP 服务器与你的或其它机器上的程序进行“交谈”的一种工具。

HTTP三点注意事项：

• HTTP是无连接：客户与服务器之间的HTTP连接是一种一次性连接，它限制每次连接只处理一个请求，当服务器返回本次请求的应答后便立即关闭连接，下次请求再重新建立连接。采用这种方式可以节省传输时间。
• HTTP是媒体独立的：这意味着，只要客户端和服务器知道如何处理的数据内容，任何类型的数据都可以通过HTTP发送。客户端以及服务器指定使用适合的MIME-type内容类型。（浏览器显示的内容都有 HTML、XML、GIF、Flash 等，浏览器是通过 MIME Type 区分它们，决定用什么内容什么形式来显示。）
• HTTP是无状态：HTTP协议是无状态协议，即服务器不保留与客户交易时的任何状态。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

3.http消息结构

  一个HTTP"客户端"是一个应用程序，一个HTTP"服务器"同样也是一个应用程序，主要分为请求报文和响应报文。HTTP使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。

3.1请求报文

  客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成：

3.1.1请求行

  请求行分为三部分：请求方法，URL，协议版本。

1. 请求方法
     请求的类型，常见的是get，post。如果采用RESTful风格的话，get（查询资源）、post（增加资源）、put（更新资源）、delete（删除资源）。
   详细查看https://www.runoob.com/http/http-methods.html
2. URL
     统一资源定位器（uniform resource locator），请求对应的URL地址，里面包含了资源名称。它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源。
     URI，统一资源标识符（uniform resource identifier），用来唯一的标识一个资源。总结：只要能唯一标识资源的就是URI，在URI的基础上给出其资源的访问方式的就是URL
3. 版本协议
     HTTP协议的版本号，详细可以参考https://www.cnblogs.com/luck-pig/p/12006908.html

3.1.2请求头部

  从客户端向服务器发送请求报文时使用的头部，补充了请求的附加内容、客户端信息、相应内容相关优先级信息。格式为“属性名:属性值”。

3.1.3空行

  空行，请求头部后面的空行是必须的，即使第四部分的请求数据为空，也必须有空行。

3.1.4请求数据

  将一个页面表单中的组件值通过param1=value1&param2=value2的键值对形式编码成一个格式化串，它承载多个请求参数的数据。

  不但报文体可以传递请求参数，请求URL也可以通过类似的方式请求参数；例如： /chapter15/user.html? param1=value1&param2=value2

GET /hello.txt HTTP/1.1
User-Agent: curl/7.16.3 libcurl/7.16.3 OpenSSL/0.9.7l zlib/1.2.3
Host: www.example.com
Accept-Language: en, mi

name=tom&password=1234

3.2响应报文

  HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

3.2.1状态行

  状态行由三部分构成：报文协议版本，状态码，状态描述。
  常见的状态码：

• 200(“OK”)：请求已成功。出现此状态码是表示正常状态。
• 301(“Moved Permanently”)：被请求的资源已永久移动到新位置URL，并且将来任何对此资源的引用都应该使用本响应返回的若干个 URI 之一。
• 400(“Bad Request”)：语义有误，当前请求无法被服务器理解。除非进行修改，否则客户端不应该重复提交这个请求。
• 404(“Not Found”) ：请求失败，请求所希望得到的资源未被在服务器上发现。
• 409(“Conflict”)：由于和被请求的资源的当前状态之间存在冲突，请求无法完成。
• 410(“Gone”)：被请求的资源在服务器上已经不再可用，而且没有任何已知的转发地址。和404的区别是：404是暂时的，它是永久的。
• 500(“Internal Server Error”)：服务器遇到了一个未曾预料的状况，导致了它无法完成对请求的处理。

3.2.2消息报头

  也是由多个属性组成。格式为“属性名:属性值”。详细参见如下：
https://blog.****.net/garrettzxd/article/details/81105423

3.2.3空行

  和请求报文的空行类似

3.2.4响应正文

  即我们真正需要的从数据库中取出的数据

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sat, 31 Dec 2005 23:59:59 GMT
Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Length: 122

＜html＞
＜head＞
＜title＞Wrox Homepage＜/title＞
＜/head＞
＜body＞
＜!-- body goes here --＞
＜/body＞
＜/html＞

4.https的介绍

  HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure：超文本传输安全协议）是一种透过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS 经由 HTTP 进行通信，但利用 SSL/TLS 来加密数据包。HTTPS 开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。而HTTP 协议以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密。HTTPS 默认工作在 TCP 协议443端口。

  

5.https的工作原理

  

  

6.TCP报文结构

确认ACK：当ACK=1时，确认字段才有效。当ACK=0时，确认号无效。TCP规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置1。
同步SYN：在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对*同意建立连接，则应在响应的报文段中使SYN=1和ACK=1。故SYN置为1，就表示这是一个连接请求和连接接收报文。
终止FIN：用来释放连接。当FIN=1时，表明此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。
详细参考https://www.cnblogs.com/kaleidoscope/p/9701117.html

7.TCP的三次握手

  在TCP/IP协议中，TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接。

1. 客户端尝试连接服务器，发送连接请求报文段，将SYN标识位置为1，向seq（Sequence Number）置为x，然后进入 SYN_SEND 状态等待服务器确认。
2. 服务器收到SYN报文段进行确认，将SYN标识位置为1，ACK置为1，seq置为y，ack（Acknowledgment Number）置为x+1（表示对上次握手的seq的确认），然后进入SYN_RECV状态，这个状态被称为半连接状态。
3. 客户端再进行一次确认，将ACK置为1（此时不用SYN），seq置为x+1，ack置为y+1（表示对上次握手的seq的确认）发向服务器，最后客户端与服务器都进入ESTABLISHED状态。

7.1为什么要三次握手

  三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。 举个例子：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送ack包。

8.TCP四次挥手

  TCP三次握手是TCP连接建立的过程，TCP四次挥手则是TCP连接释放的过程。下面是TCP四次挥手的流程图：

  当客户端没有数据再需要发送给服务端时，就需要释放客户端的连接，这整个过程为：

1. 客户端发送一个报文给服务端（没有数据），其中FIN设置为1，seq置为u，客户端进入FIN_WAIT_1状态。
2. 服务端收到来自客户端的请求，发送一个ACK=1给客户端，ack置为u+1，同时发送seq为v，服务端进入CLOSE_WAIT状态，客户端收到后进入FIN_WAIT_2状态。
3. 服务端发送一个FIN给客户端，ACK置为1，seq置为w，ack置为u+1，用来关闭服务端到客户端的数据传送，服务端进入LAST_ACK状态。
4. 客户端收到FIN后，进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给服务端，Acknowledge置为w+1，Sequence Number置为u+1，最后客户端和服务端都进入CLOSED状态。

8.1为什么要等待2MSL

  等待2MSL（两个报文最大生命周期），等待这段时间就是为了如果接收到了重发的FIN请求能够进行最后一次ACK回复，让在网络中延迟的FIN/ACK数据都消失在网络中，不会对后续连接造成影响。