TCP三次握手和四次挥手、HTTP协议

TCP三次握手和四次挥手

首先我们知道HTTP协议通常承载于TCP协议之上,HTTPS承载于TLS或SSL协议层之上

通过上面这张图我们能够知道。
     在Http工作之前,Web浏览器通过网络和Web服务器建立链连接,该连接是通过Tcp来完成的,该协议和Ip共同组成了Internet,即著名的Tcp/Ip协议族,Http是比Tcp更高的应用层协议,一般Tcp接口的端口好是80
     TCP 被称为“面向连接”的传输层协议。关于它的具体细节,就不展开了。你只需知道:传输层主要有两个协议,分别是 TCP 和 UDP。TCP 比 UDP 更可靠。你可以把 TCP 协议想象成某个水管,发送端这头进水,接收端那头就出水。并且 TCP 协议能够确保,先发送的数据先到达(与之相反,UDP 不保证这点)

一、TCP简介                                

TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议
TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接:
位码即tcp标志位,有6种标示:SYN(建立联机)  ACK(确认)   PSH(传送)   FIN(结束)   RST(重置)    URG(紧急)   Sequence number(顺序号码)   Acknowledge number(确认号码)

二、TCP三次握手                         

第一次握手:客户端发送了一个带有SYN(建立连接)Tcp报文到服务器,这个三次握手中的开始。表示客户端想要和服务端建立连接。  

第二次握手:服务端接收到客户端的请求,返回客户端报文,这个报文带有SYN(建立连接)ACK(确认)标志,询问客户端是否准备好。 

第三次握手:.客户端再次响应服务端一个ACK(确认),表示我已经准备好。

思考:为什么要三次握手呢,有人说两次握手就好了?
举一个例子:已失效的连接请求报文段, 
client发送了第一个连接的请求报文,但是由于网络不好,这个请求没有立即到达服务端,而是在某个网络节点中滞留了,直到某个时间才到达server,本来这已经是一个失效的报文,但是server端接收到这个请求报文后,还是会想client发出确认的报文,表示同意连接。假如不采用三次握手,那么只要server发出确认,新的建立就连接了,但其实这个请求是失效的请求,client是不会理睬server的确认信息,也不会向服务端发送确认的请求,但是server认为新的连接已经建立起来了,并一直等待client发来数据,这样,server的很多资源就没白白浪费掉了,采用三次握手就是为了防止这种情况的发生,server会因为收不到确认的报文,就知道client并没有建立连接。这就是三次握手的作用。

三、TCP的四次挥手                   

第一次挥手:TCP发送一个FIN(结束),用来关闭客户到服务端的连接。

第二次挥手:服务端收到这个FIN,他发回一个ACK(确认),确认收到序号为收到序号+1,和SYN一样,一个FIN将占用一个序号。

第三次挥手:服务端发送一个FIN(结束)到客户端,服务端关闭客户端的连接。

第四次挥手:客户端发送ACK(确认)报文确认,并将确认的序号+1,这样关闭完成。

思考:那么为什么是4次挥手呢? 
  可能有人会有疑问,tcp我握手的时候为何ACK(确认)和SYN(建立连接)是一起发送。挥手的时候为什么是分开的时候发送呢.
  因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

四、TCP和UDP的区别      

我这里简单列举几个,因为我还没有研究UDP这个协议。

1.基于连接与无连接;(UDP是非连接)

2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少

3.UDP程序结构较简单

4.流模式与数据报模式 ;(TCP是流模式)

5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证

TCP 协议11种状态

三次握手之状态

四次握手之状态

TIME_WAIT存在的意义

  • syn滑动窗口概念。发送好多syn,但是其中有的延迟,如果没有time wite,直接关闭,再去连接有可能延迟的syn返回状态,那么就知道是谁了
  • 客户端没有发送ack确认就关闭连接,那么服务器状态一直保持LAST_ACK状态

 

一.HTTP简介                          

1.HTTP协议,即超文本传输协议(Hypertext transfer protocol)。是一种详细规定了浏览器和万维网(WWW = World Wide Web)服务器之间互相通信的规则,通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。

2.HTTP协议作为TCP/IP模型中应用层的协议也不例外。HTTP协议通常承载于TCP协议之上,有时也承载于TLS或SSL协议层之上,这个时候,就成了我们常说的HTTPS。如下图:

3.HTTP是一个应用层协议,由请求和响应构成,是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。

4.HTTP默认的端口号为80,HTTPS的端口号为443

5.浏览网页是HTTP的主要应用,但是这并不代表HTTP就只能应用于网页的浏览。HTTP是一种协议,只要通信的双方都遵守这个协议,HTTP就能有用武之地。比如咱们常用的QQ,迅雷这些软件,都会使用HTTP协议(还包括其他的协议)。

二.HTTP特点                        

1、简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法路径。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。

2、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。

3、HTTP 0.9和1.0使用非持续连接: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。HTTP 1.1使用持续连接:不必为每个web对象创建一个新的连接,一个连接可以传送多个对象,采用这种方式可以节省传输时间。

4、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。

5、支持B/S及C/S模式

三.HTTP工作流程                  

一次HTTP操作称为一个事务,其工作过程可分为四步:

1.首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接,HTTP的工作开始。
2.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、客户机信息和可能的内容。
3.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。
4.客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上,然后客户机与服务器断开连接。
  如果在以上过程中的某一步出现错误,那么产生错误的信息将返回到客户端,有显示屏输出。对于用户来说,这些过程是由HTTP自己完成的,用户只要用鼠标点击,等待信息显示就可以了。

四.HTTP之请求消息Request 

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:

请求行请求头部空行请求数据四个部分组成。

Get请求例子

第一部分:请求行,用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

GET说明请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源,该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。

第二部分:请求头部,紧接着请求行(即第一行)之后的部分,用来说明服务器要使用的附加信息

从第二行起为请求头部,HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等

第三部分: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。

第四部分:请求数据也叫主体,可以添加任意的其他数据

这个例子的请求数据为空。

POST请求例子

 

第一部分:请求行,第一行明了是post请求,以及http1.1版本。
第二部分:请求头部,第二行至第六行。
第三部分:空行,第七行的空行。
第四部分:请求数据,第八行。

 五.HTTP之响应消息Response

一般情况下,服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个HTTP的响应消息。

HTTP响应也由四个部分组成,分别是:状态行消息报头空行响应正文

 

第一部分:状态行,由HTTP协议版本号, 状态码, 状态消息 三部分组成

第一行为状态行,(HTTP/1.1)表明HTTP版本为1.1版本,状态码为200,状态消息为(ok)

第二部分:消息报头,用来说明客户端要使用的一些附加信息

第二行和第三行和第四行为消息报头,
Date:生成响应的日期和时间;Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是ISO-8859-1

第三部分:空行,消息报头后面的空行是必须的
第四部分:响应正文,服务器返回给客户端的文本信息

空行后面的html部分为响应正文。

6.HTTP之状态码                   

状态代码有三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别,共分五种类别:

1xx:指示信息--表示请求已接收,继续处理

2xx:成功--表示请求已被成功接收、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--请求有语法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

常见状态码:

7.HTTP请求方法                  

根据HTTP标准,HTTP请求可以使用多种请求方法。
HTTP1.0定义了三种请求方法: GET, POST 和 HEAD方法
HTTP1.1新增了五种请求方法:OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法

8.HTTP工作原理                    

  HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面,以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文,请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应,响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

以下是 HTTP 请求/响应的步骤:

1、客户端连接到Web服务器

一个HTTP客户端,通常是浏览器,与Web服务器的HTTP端口(默认为80)建立一个TCP套接字连接。例如,http://www.oakcms.cn。

2、发送HTTP请求

通过TCP套接字,客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文,一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。

3、服务器接受请求并返回HTTP响应

Web服务器解析请求,定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字,由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。

4、释放连接TCP连接

若connection 模式为close,则服务器主动关闭TCP连接,客户端被动关闭连接,释放TCP连接;若connection 模式为keepalive,则该连接会保持一段时间,在该时间内可以继续接收请求;

5、客户端浏览器解析HTML内容

客户端浏览器首先解析状态行,查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头,响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML,根据HTML的语法对其进行格式化,并在浏览器窗口中显示。

9.GET和POST的区别      

1、GET提交的数据会放在URL之后,以?分割URL和传输数据,参数之间以&相连,如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的数据放在HTTP包的Body中.

2、GET提交的数据大小有限制(因为浏览器对URL的长度有限制),而POST方法提交的数据没有限制.

3、GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值,而POST方式通过Request.Form来获取变量的值。

4、GET方式提交数据,会带来安全问题,比如一个登录页面,通过GET方式提交数据时,用户名和密码将出现在URL上,如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器,就可以从历史记录获得该用户的账号和密码.  

一.为什么需要https协议                 

1.HTTP是明文传输的,也就意味着,介于发送端接收端中间的任意节点都可以知道你们传输的内容是什么。这些节点可能是路由器、代理等。

  举个最常见的例子,用户登陆。用户输入账号,密码,采用HTTP的话,只要在代理服务器上做点手脚就可以拿到你的密码了。

  用户登陆 --> 代理服务器(做手脚)--> 实际授权服务器

2.在发送端对密码进行加密?没用的,虽然别人不知道你原始密码是多少,但能够拿到加密后的账号密码,照样能登陆。(这也是很多人觉得前端加密并没有啥软用)

二.HTTPS是如何保障安全的    

稍微了解网络基础的同学都知道,HTTP是应用层协议,位于HTTP协议之下是传输协议TCP。TCP负责传输,HTTP则定义了数据如何进行包装。

从上面图中我们可以看出:HTTPS相对于HTTP有哪些不同呢?其实就是在HTTP跟TCP中间加多了一层加密层TLS/SSL。

神马是TLS/SSL?

       通俗的讲,TLS、SSL其实是类似的东西,SSL中文叫做“安全套接层”,SSL是个加密套件,负责对HTTP的数据进行加密。TLS是SSL的升级版。现在提到HTTPS,加密套件基本指的是TLS。

传输加密的流程

      原先是应用层将数据直接给到TCP进行传输,现在改成应用层将数据给到TLS/SSL,将数据加密后,再给到TCP进行传输。

      就是这么回事。将数据加密后再传输,而不是任由数据在复杂而又充满危险的网络上明文裸奔,在很大程度上确保了数据的安全。这样的话,即使数据被中间节点截获,坏人也看不懂。

三.HTTPS是如何加密数据的   

一般来说,加密分为对称加密非对称加密(也叫公开密钥加密)。

对称加密的意思就是,加密数据用的密钥,跟解密数据用的密钥是一样的。

  对称内容加密强度非常高,一般破解不了。但存在一个很大的问题就是无法安全地生成和保管密钥。假如客户端软件和服务器之间每次会话都使用固定的,相同的密钥加密和解密,肯定存在很大的安全隐患。如果

  有人从客户端端获取到了对称密钥,整个内容就不存在安全性了,而且管理海量的客户端密钥也是一件很复杂的事情。

非对称加密的意思就是,加密数据用的密钥(公钥),跟解密数据用的密钥(私钥)是不一样的。

  什么叫做公钥呢?其实就是字面上的意思——公开的密钥,谁都可以查到。因此非对称加密也叫做公开密钥加密。

  相对应的,私钥就是非公开的密钥,一般是由网站的管理员持有。

公钥、私钥两个有什么联系呢?

  简单的说就是,通过公钥加密的数据,只能通过私钥解开。通过私钥加密的数据,只能通过公钥解开。

  很多同学都知道用私钥能解开公钥加密的数据,但忽略了一点,私钥加密的数据,同样可以用公钥解密出来。而这点对于理解HTTPS的整套加密、授权体系非常关键。

  非对称密钥交换很安全,但同时也是 HTTPS 性能和速度降低的“罪魁祸首”。

HTTP详细介绍请转至web服务基础

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