作为一个有理想抱负的前端攻城狮我们需要掌握那些应用层协议？

我们前端天都在和http/https请求打交道，但是http/https到底是什么？我们前端有没有必要了解它？除了他还有什么？
今天我们就来讲讲我们作为一个大前端需要了解的应用层协议。
1）http
2）https
3）ws
4）wss
5）SSL
6）TLS

HTTP（HyperText Transfer Protocol）

HTTP（HyperText Transfer Protocol)超文本传输协议是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。由于信息是明文传输，所以被认为是不安全的。

http连接建立

建立一次http连接需要使用三次TCP进行三次握手来确认。
如下图所示，SYN（synchronous）是TCP/IP建立连接时使用的握手信号、Sequence number（***）、Acknowledge number（确认号码），三个箭头指向就代表三次握手，完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
http链接建立完成后开始传输内容。

特点：
1.支持客户/服务器模式。
2.简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
3.灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
4.无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
5.无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。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。

HTTP消息由客户端到服务器的请求和服务器到客户端的响应组成。请求消息和响应消息都是由开始行（对于请求消息，开始行就是请求行，对于响应消息，开始行就是状态行），消息报头（可选），空行（只有CRLF的行），消息正文（可选）组成。

HTTP消息报头包括普通报头、请求报头、响应报头、实体报头。
每一个报头域都是由名字+“：”+空格+值 组成，消息报头域的名字是大小写无关的。

1、普通报头
　　在普通报头中，有少数报头域用于所有的请求和响应消息，但并不用于被传输的实体，只用于传输的消息。
eg：
Cache-Control 用于指定缓存指令，缓存指令是单向的（响应中出现的缓存指令在请求中未必会出现），且是独立的（一个消息的缓存指令不会影响另一个消息处理的缓存机制），HTTP1.0使用的类似的报头域为Pragma。
请求时的缓存指令包括：no-cache（用于指示请求或响应消息不能缓存）、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if-cached;
响应时的缓存指令包括：public、private、no-cache、no-store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age、s-maxage.
eg：为了指示IE浏览器（客户端）不要缓存页面，服务器端的JSP程序可以编写如下：response.sehHeader(“Cache-Control”,”no-cache”);
//response.setHeader(“Pragma”,”no-cache”);作用相当于上述代码，通常两者//合用
这句代码将在发送的响应消息中设置普通报头域：Cache-Control:no-cache

Date普通报头域表示消息产生的日期和时间

Connection普通报头域允许发送指定连接的选项。例如指定连接是连续，或者指定“close”选项，通知服务器，在响应完成后，关闭连接

2、请求报头
　　请求报头允许客户端向服务器端传递请求的附加信息以及客户端自身的信息。
常用的请求报头
Accept请求报头域用于指定客户端接受哪些类型的信息。eg：Accept：image/gif，表明客户端希望接受GIF图象格式的资源；Accept：text/html，表明客户端希望接受html文本。
Accept-Charset请求报头域用于指定客户端接受的字符集。eg：Accept-Charset:iso-8859-1,gb2312.如果在请求消息中没有设置这个域，缺省是任何字符集都可以接受。、
Accept-Encoding请求报头域类似于Accept，但是它是用于指定可接受的内容编码。eg：Accept-Encoding:gzip.deflate.如果请求消息中没有设置这个域服务器假定客户端对各种内容编码都可以接受。
Accept-Language请求报头域类似于Accept，但是它是用于指定一种自然语言。eg：Accept-Language:zh-cn.如果请求消息中没有设置这个报头域，服务器假定客户端对各种语言都可以接受。
Authorization请求报头域主要用于证明客户端有权查看某个资源。当浏览器访问一个页面时，如果收到服务器的响应代码为401（未授权），可以发送一个包含Authorization请求报头域的请求，要求服务器对其进行验证。
Host请求报头域主要用于指定被请求资源的Internet主机和端口号，它通常从HTTP URL中提取出来的，发送请求时，该报头域是必需的，eg：我们在浏览器中输入：http://www.guet.edu.cn/index.html

浏览器发送的请求消息中，就会包含Host请求报头域，如下：Host：www.guet.edu.cn
此处使用缺省端口号80，若指定了端口号，则变成：Host：www.guet.edu.cn:指定端口号
User-Agent我们上网登陆论坛的时候，往往会看到一些欢迎信息，其中列出了你的操作系统的名称和版本，你所使用的浏览器的名称和版本，这往往让很多人感到很神奇，实际上，服务器应用程序就是从User-Agent这个请求报头域中获取到这些信息。User-Agent请求报头域允许客户端将它的操作系统、浏览器和其它属性告诉服务器。不过，这个报头域不是必需的，如果我们自己编写一个浏览器，不使用User-Agent请求报头域，那么服务器端就无法得知我们的信息了。
请求报头举例：
GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
Accept:image/gif,image/x-xbitmap,image/jpeg,application/x-shockwave-flash,application/vnd.ms-excel,application/vnd.ms-powerpoint,application/msword,/ (CRLF)
Accept-Language:zh-cn (CRLF)
Accept-Encoding:gzip,deflate (CRLF)
If-Modified-Since:Wed,05 Jan 2007 11:21:25 GMT (CRLF)
If-None-Match:W/”80b1a4c018f3c41:8317” (CRLF)
User-Agent:Mozilla/4.0(compatible;MSIE6.0;Windows NT 5.0) (CRLF)
Host:www.guet.edu.cn (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
(CRLF)

3、响应报头
　　响应报头允许服务器传递不能放在状态行中的附加响应信息，以及关于服务器的信息和对Request-URI所标识的资源进行下一步访问的信息。
常用的响应报头
Location响应报头域用于重定向接受者到一个新的位置。Location响应报头域常用在更换域名的时候。
Server响应报头域包含了服务器用来处理请求的软件信息。与User-Agent请求报头域是相对应的。下面是Server响应报头域的一个例子：Server：Apache-Coyote/1.1
WWW-Authenticate响应报头域必须被包含在401（未授权的）响应消息中，客户端收到401响应消息时候，并发送Authorization报头域请求服务器对其进行验证时，服务端响应报头就包含该报头域。
eg：WWW-Authenticate:Basic realm=”Basic Auth Test!” //可以看出服务器对请求资源采用的是基本验证机制。

4、实体报头
　　请求和响应消息都可以传送一个实体。一个实体由实体报头域和实体正文组成，但并不是说实体报头域和实体正文要在一起发送，可以只发送实体报头域。实体报头定义了关于实体正文（eg：有无实体正文）和请求所标识的资源的元信息。
常用的实体报头
Content-Encoding实体报头域被用作媒体类型的修饰符，它的值指示了已经被应用到实体正文的附加内容的编码，因而要获得Content-Type报头域中所引用的媒体类型，必须采用相应的解码机制。Content-Encoding这样用于记录文档的压缩方法，eg：Content-Encoding：gzip
Content-Language实体报头域描述了资源所用的自然语言。没有设置该域则认为实体内容将提供给所有的语言阅读
者。eg：Content-Language:da
Content-Length实体报头域用于指明实体正文的长度，以字节方式存储的十进制数字来表示。
Content-Type实体报头域用语指明发送给接收者的实体正文的媒体类型。eg：
Content-Type:text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Type:text/html;charset=GB2312
Last-Modified实体报头域用于指示资源的最后修改日期和时间。
Expires实体报头域给出响应过期的日期和时间。为了让代理服务器或浏览器在一段时间以后更新缓存中(再次访问曾访问过的页面时，直接从缓存中加载，缩短响应时间和降低服务器负载)的页面，我们可以使用Expires实体报头域指定页面过期的时间。eg：Expires：Thu，15 Sep 2006 16:23:12 GMT
HTTP1.1的客户端和缓存必须将其他非法的日期格式（包括0）看作已经过期。eg：为了让浏览器不要缓存页面，我们也可以利用Expires实体报头域，设置为0，jsp中程序如下：response.setDateHeader(“Expires”,”0”);

HTTPS
　　HTTPS（Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer，基于SSL的HTTP协议）使用了HTTP协议，但HTTPS使用不同于HTTP协议的默认端口及一个加密、身份验证层（HTTP与TCP之间）。这个协议的最初研发由网景公司进行，提供了身份验证与加密通信方法，现在它被广泛用于互联网上安全敏感的通信。
https的访问过程：

1. 客户端发起HTTPS请求
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，可以是自己制作或者CA证书。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CA证书则不会弹出提示页面。这套证书其实就是一对公钥和私钥。公钥给别人加密使用，私钥给自己解密使用。
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。
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，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。
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。 整个握手过程第三方即使监听到了数据，也束手无策。
对于https们可以把它分为两个阶段。第一个阶段就是获取通过获取加密随机值，第一个阶段就是普通的http请求，只是这里请求的内容是和加密随机值混在一起被加密了。所以对于https不要单纯的看几次握手。

ws协议
ws(websocket)是html5新增加的一种通信协议，目前低版本的浏览器是不支持的，除了浏览器之外，对服务器容器也是有要求的，就拿tomcat来说吧必须版本在7.0以上。
ws是建立在http上的一种协议，传输层还是通过tcp/ip。
为什么说是建立在http之上的，因为websocket在建立连接之前也需要进行握手操作。他的握手和http不同，http的握手其实是tcp连接的三次握手。而ws是利用http协议和服务器进行一次简单的握手，当握手成功，通道建立后，数据的传输就不在依靠http了，直接走tcp进行传输。
ws握手

GET / HTTP/1.1
Connection:Upgrade
Host:127.0.0.1:8088
Origin:null
Sec-WebSocket-Extensions:x-webkit-deflate-frame
Sec-WebSocket-Key:puVOuWb7rel6z2AVZBKnfw==
Sec-WebSocket-Version:13
Upgrade:websocket

服务端接收请求后主要是成针对Sec-WebSocket-Key生成对就Sec-WebSocket-Accept 的key,生成Sec-WebSocket-Accept 值比较简单就是Sha1(Sec-WebSocket-Key+258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11)即可
服务器端响应

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection:Upgrade
Server:beetle websocket server
Upgrade:WebSocket
Date:Mon, 26 Nov 2012 23:42:44 GMT
Access-Control-Allow-Credentials:true
Access-Control-Allow-Headers:content-type
Sec-WebSocket-Accept:FCKgUr8c7OsDsLFeJTWrJw6WO8Q= 

经过服务器的返回处理后连接握手成功,后面就可以进行TCP通讯.WebSocket在握手后发送数据并象下层TCP协议那样由用户自定义,还是需要遵循对应的应用协议规范，没有socket通信*度那么高。

wss协议
wss(Web Socket Secure)协议其实就是ws的加密版，就像https对于http一样。wss将websocket和ssl进行了结合，通过ssl建立一个安全的数据链路。保证了websocket通信的安全。

前面的无论是https还是wss我们都提到了SSl和TLS 下面我们在讲讲这哥俩。

SSL（Secure Socket Layer）
SSL是位于网络层协议和应用层协议之间的一种协议层。SSL通过互相认证、使用数字签名确保完整性、使用加密确保私密性，以实现客户端和服务器之间的安全通讯。该协议由两层组成：SSL记录协议和SSL握手协议。
SSL协议提供的服务主要有：
　　1）认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；
　　2）加密数据以防止数据中途被窃取；
　　3）维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。
SSL协议的工作流程：
　　服务器认证阶段：
　　1）客户端向服务器发送一个开始信息开始一个新的会话连接；
　　2）服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主**，如需要则服务器在响应客户时将包含证书公钥的信息；
　　3）客户根据收到的服务器响应信息，产生一个随机值，并用服务器的公开**加密后传给服务器；
　　4）服务器恢复该主**，并返回给客户一个用主**认证的信息，以此让客户认证服务器
　　
TLS(Transport Layer Security Protocol)：安全传输层协议

安全传输层协议（TLS）用于提供保密性和数据完整性。该协议由两层组成： TLS 记录协议（TLS Record）和 TLS 握手协议（TLS Handshake）。较低的层为 TLS 记录协议，位于某个可靠的传输协议（例如 TCP）上面。
TLS的主要目标是使SSL更安全，并使协议的规范更精确和完善
这里不具体介绍协议内容。

就个人理解SSL和TLS。SSL的作用是让客户端和服务端建立信任关系。而TLS是在这层信任关系建立后保证之间往来的保密性和完整性，防止之间的往来信息被截获和篡改。

上面主要简单介绍了http,htpps，ws,wss，SSL,TLS。主要是从这几个之间的相互关系来介绍的，具体的协议内容还是要去看相关的文档。对于一个初级阶段的前端来说，理清楚这几者的关系应该也差不多了。
声明：
上面的内容有的是借鉴了网络上其他的文章然后加上自己的一点理解，主要目的一来是让自己对这些协议有个比较清晰的认识，二来是向一部分刚刚入门不久的前端做一个简单的分享。还有就是忽略‘通假字’。