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互联网协议概述

琯琯
2016-09-25

概念

Hypertext Transfer Protocol, 超文本传输(转移)协议,是客户端和服务端传输文本制定的协议。构建WWW的具体的三项技术如下:

WWW: world wide web, 万维网

- HTML: Hypertext Markup Language, 超文本标记语言
- HTTP: Hypertext Transfer Protocol, 超文本传输(转移)协议 (HTTP是TCP/IP的应用层协议)
- URL: Uniform Resource Locator, 统一资源定位符号 

URI: Uniform Resource Identitier, 统一资源标示符号,URL是URI的子集

TCP/IP

    应用层(http/https/websocket/ftp...) => 定义:文本传输协议
      |
    传输层(tcp/udp) => 定义:端口
      |
    网络层(ip) => 定义:IP
      |
    链路层(mac&数据包) => 定义:数据包,MAC地址
      |
    实体层(光缆/电缆/交换机/路由/终端...) => 定义:物理

TCP/IP:

  • 解释一:分别代表tcp协议和ip协议
  • 解释二:如果按照网络五层架构,TCP/IP代表除了应用层其他层所有协议簇的统称

TCP/IP connect: TCP/IP的三次握手:

          标有syn的数据包
          ------------->
          标有syn/ack的数据包
  client  <-------------  server
          标有ack的数据包
          -------------->

TCP/IP finish: TCP/IP的四次握手:

                          fin
                    <-------------
                          ack
client(或server)    -------------> server(或client)
                          fin
                    ------------->
                          ack
                    <-------------

HTTP 报文

HTTP 报文由三部分组成:

  • Start Line
  • Headers
  • Entity Body

HTTP 报文分为两类:

  • 请求报文
  • 响应报文

请求报文Start Line

语法 : <方法> <请求URL> <版本>

HTTP Method

  • get: 获取资源,不携带http body,支持查询参数,大小2KB
  • post: 传输资源,http body, 大小默认8M,1000个input variable
  • put: 传输资源,http body,资源更新
  • delete: 删除资源,不携带http body
  • patch: 传输资源,http body,存在的资源局部更新
  • head: 获取http header,不携带http body
  • options: 获取支持的method,不携带http body
  • trace: 追踪,返回请求回环信息,不携带http body
  • connect: 建立隧道通信

响应报文Start Line

语法 : <方法> <状态码> <原因短语>

HTTP Status Code

  • 200: ok
  • 301: 永久重定向
  • 302: 临时重定向
  • 303: 临时重定向,要求用get请求资源
  • 304: not modified, 返回缓存,和重定向无关
  • 307: 临时重定向,严格不从post到get
  • 400: 参数错误
  • 401: 未通过http认证
  • 403: forbidden,未授权
  • 404: not found,不存在资源
  • 500: internet server error,代码错误
  • 502: bad gateway,fastcgi返回的内容web server不明白
  • 503: service unavailable,服务不可用
  • 504: gateway timeout,fastcgi响应超时

HTTP Header Fields

常见通用头部

  • Cache-Control:
    • no-cache: 不缓存过期的缓存
    • no-store: 不缓存
  • Pragma: no-cache, 不使用缓存,http1.1前的历史字段
  • Connection:
    • 控制不在转发给代理首部不字段
    • Keep-Alive/Close: 持久连接
  • Date: 创建http报文的日期

常见请求头

  • Accept: 可以处理的媒体类型和优先级
  • Host: 目标主机域名
  • Referer: 请求从哪发起的原始资源URI
  • User-Agent: 创建请求的用户代理名称
  • Cookie: cookie信息

常见响应头

  • Location: 重定向地址
  • Server: 被请求的服务web server的信息
  • Set-Cookie: 要设置的cookie信息
    • NAME: 要设置的键值对
    • expires: cookie过期时间
    • path: 指定发送cookie的目录
    • domain: 指定发送cookie的域名
    • Secure: 指定之后只有https下才发送cookie
    • HostOnly: 指定之后javascript无法读取cookie
  • Keep-Alive:

HTTP协议初期每次连接结束后都会断开TCP连接,之后HEADER的connection字段定义Keep-Alive(HTTP 1.1 默认 持久连接),代表如果连接双方如果没有一方主动断开都不会断开TCP连接,减少了每次建立HTTP连接时进行TCP连接的消耗。

Cookie/Session

  • Cookie: 工作机制是用户识别和状态管理,服务端为了管理用户的状态会通过客户端,把一些临时的数据写入到设备中Set-Cookie,当用户访问服务的时候,服务可以通过通信的方式取回之前存放的cookie。
  • Session: 由于http是无状态的,请求之间无法维系上下文,所以就出现了session作为会话控制,服务端存放用户的会话信息。

HTTPs

概念:在http协议上增加了ssl(secure socket layer)层。

    SSL层
      |
    应用层
      |
    传输层
      |
    网络层
      |
    链路层
      |
    实体层

HTTPS 认证流程


                              发起请求
                     --------------------------->  server 
                              下发证书
                      <---------------------------   server 
                      证书数字签名(用证书机构公钥加密)
                     --------------------------->  证书机构 
                          证书数字签名验证通过
client(内置证书机构证书) <---------------------------   证书机构
                      公钥加密随机密码串(未来的共享秘钥)
                     --------------------------->  server私钥解密(非对称加密)
                        SSL协议结束 HTTP协议开始
                      <---------------------------   server(对称加密)
                            共享秘钥加密 HTTP
                     --------------------------->  server(对称加密)
  • 核对证书证书: 证书机构的公开秘钥验证证书的数字签名
  • 公开密钥加密建立连接:非对称加密
  • 共享密钥加密

Websocket

  • 基于http协议建立连接,header的upgrade字段转化协议为websocket
  • 全双工通信,客户端建立连接

HTTP2

  • 多路复用:多个请求共享一个tcp连接
  • 全双工通信
  • 必须https://
  • 头部压缩
  • 二进制传输

(完)

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