- http版本導圖
2. HTTP版本之概念篇
- HTTP（超文本傳輸協議),是互聯網上應用最爲廣泛的一種網絡協議，定義了瀏覽器怎樣向服務器請求文檔，以及服務器怎樣把文檔傳送給瀏覽器。HTTP基於TCP/IP協議的應用層協議，它不涉及數據包傳輸，主要規定了客戶端和服務器之間的通信格式，默認使用80端口。
- HTTP/0.9版本篇
要點
- 客戶端向服務器請求網頁，服務器只能迴應HTML格式的字符串，不能迴應別的格式。
- 只有GET方式
- 服務器發送完畢。就關閉TCP連接
缺點
- 每個TCP連接只能發送一個請求;發送數據完畢，連接就關閉，如果還要請求其他資源，就必須再新建一個連接
- TCP連接的新建成本很高，因爲需要客戶端和服務器三次握手，並且開始時發送速率較慢
- 網頁加載的外部資源越多，性能就越差
- 只有一種請求方式
- HTTP/1.0版本篇
要點
- 任何格式的內容都可以發送。互聯網不僅可以傳輸文字，還可以傳輸圖像，視頻，二進制文件。（由於發送的數據可以是任何格式，因此可以把數據壓縮後再發送。CONTENT-ENCODING字段說明數據壓縮的方法
壓縮的方式有（可以並列多個，用逗號隔開）：
CONTENT-ENCODING:GZIP
CONTENT-ENCODING:COMPRESS
CONTENT-ENCODING:DEATE
- 除了GET命令，還引入POST命令和HEAD命令，豐富了瀏覽器與服務器的互動手段。
- HTTP請求和迴應格式發生改變，除了數據部分，每次通信都包括頭部分，用來描述數據，
- 新增的功能還包括：狀態碼(STATUS CODE)，多字符集支持，多部分發送(MULTI-PART TYPE)，權限(ANTHORIZATION)，緩存(CACHE)，內容編碼(CONTENT ENCODING)等
HTTP/1.0請求的例子：
GET/HTTP/1.0
USER-AGENT:MOZILLA/5.0(MACINTOSH;INTEL MAC OS X 10_10_5 )
ACCEPT:*/*
第一行爲請求命令,必須在尾部添加協議版本(HTTP/1.0)
後面爲多行頭信息，描述客戶端情況
HTTP/1.0迴應的例子：
HTTP/1.0 200 OK /*協議版本+狀態碼+狀態描述*/
CONTENT-TYPE: TEXT/PLAIN
CONTENT-LENGTH: 137582
EXPIRES: THU, 05 DEC 1997 16:00:00 GMT
LAST-MODIFIED: WED, 5 AUGUST 1996 15:55:28 GMT
SERVER: APACHE 0.84
<HTML>
<BODY>HELLO WORLD</BODY>
</HTML>
CONTENT-TYPE:字符編碼，HTTP 1.0規定 頭部必須是ASCII碼，後面可以是任何格式，
因此，服務器迴應時，CONTENT-TYPE的作用是：告訴客戶端，數據是什麼格式
缺點
- 非持續連接：每個TCP連接只能發送一個請求，每請求一個文檔就需要兩倍的RTT往返時間開銷(一個RTT用於連接TCP連接，另一個用於請求和接收文檔)。
如圖所示：當HTTP協議首先要與服務器建立TCP連接，這就需要三次握手。當三次握手的前兩部分完成後(即經過一個RTT時間後)，萬維網客戶就把HTTP請求報文作爲第三次握手的第三個報文的數據發送給萬維網服務器，服務器收到HTTP報文後，就把所請求的文檔作爲響應報文返回給客戶。
- 發送數據完畢，連接就關閉，如果還要請求其他資源，就必須再新建一個連接。
- TCP連接的新建成本很高，因爲需要客戶端和服務器三次握手，並且開始時發送速率較慢。（爲了解決這個問題：有些瀏覽器在請求時，用了一個非標準的CONNECTION字段。即
CONNECTION:KEEP-ALIVE請求服務器不要關閉TCP連接，以便其他請求複用，服務器同樣回覆這個字段；以實現TCP的複用，直到客戶端或服務器主動關閉連接，但，這不是標準字段，不同實現的行爲可能不一致，因此不是根本的解決辦法。 - 網頁加載的外部資源越多，性能就越差。
5. HTTP/1.1版本篇
要點
引入了持久連接(PERSISITENT CONNECTION),即TCP連接默認不關閉，可以被多個請求複用，不用聲明（簡單的說：就是服務器在發送響應後仍熱在一段時間內保持這條連接，使同一個用戶（瀏覽器）和該服務器可以繼續在這條連接上傳送後續的HTTP請求報文和響應報文）。
CONNECTION:KEEP-ALIVE客戶端和服務器發現對方一段時間沒有活動，就可以主動關閉連接。不過，規範的做法是，客戶端在最後一個請求時明確要求服務器關閉TCP連接。CONNECTION:CLOSE目前，對於同一個域名，大多數瀏覽器允許同時建立6個持久連接。
引入了管道機制，即在同一個TCP連接裏面，客戶端可以同時發送多個請求。（提高HTTP協議的效率）；舉例說明：客戶端需要請求兩個資源，HTTP1.0是在同一個TCP連接裏面，先發送A請求，然後等待服務器做出迴應，收到後再發送B請求；管道機制是允許瀏覽器同時發生A請求和B請求，但是服務器還是按照順序，先回應A請求，完成後再回應B請求
一個TCP連接可以傳送多個迴應，勢必要有機制，區分數據包是屬於哪一個迴應的。這就是CONTENT-LENGTH字段的作用，聲明本次迴應的數據長度。
CONTENT-LENGTH:3495
告訴瀏覽器本次迴應的長度是3495個字節，後面的字節就屬於下一個迴應
-
分塊傳輸編碼；HTTP1.1採用分塊傳輸編碼；使用CONTENT-LENGTH字段的前提是服務器發送迴應之前，必須知道迴應數據的長度。但對於一些耗時的動態操作來說，這意味着，服務器要等所有操作完成，才能發送數據，顯然效率不高，更好的處理方式是：服務器每產生一塊數據，就發送一塊，採用“流模式（STREAM）”取代“緩存模式(BUFFER)”.因此1.1版規定可以不使用
CONTENT-LENGTH字段，而使用“分塊傳輸編碼”，只要請求或迴應的頭信息有TRANSFER-ENCODING字段，就表明迴應的數據將由數量未定的數據塊組成。TRANSFER-ENCODING:CHUNKED每個非空的數據塊之前，會有16進制的數值，表示這個塊的長度，最後是一個大小爲0的塊，就表示本次迴應的數據發送完。
Eg:
HTTP/1.1 200 OKCONTENT-TYPE: TEXT/PLAINTRANSFER-ENCODING: CHUNKED
25
THIS IS THE DATA IN THE FIRST CHUNK
1C
AND THIS IS THE SECOND ONE
3
CON
8
SEQUENCE
0
- ** 新增功能**：PUT,PATCH,HEAD,OPTIONS,DELECT. 客戶端的頭信息增加HOST字段，用來指定服務器的域名。
HOST:WWW.EXAMPLE.COM有了HOST字段，就可以將請求發往同一臺服務器的不同的網站，爲虛擬主機的新起打下了基礎。
缺點
- 雖然複用TCP連接，但是在同一個TCP連接裏面，所有的數據通信都是按照次序進行的。服務器只有處理完一個迴應，才能進行下一個迴應。(解決辦法：A. 減少HTTP請求數;B:同時多開持久連接)
6. HTTP/2版本篇
要點
- 採用二進制協議：HTTP/1.1的頭信息是文本（ASCII編碼），數據體可以是文本（解析非常麻煩），也可以是二進制。而HTTP/2則是一個徹底的二進制協議，頭信息和數據體都是二進制，通稱爲“幀”（FRAME）:頭信息幀和數據幀。二進制協議的一個好處是：可以定義額外的幀，解析方便。
- 多路複用(雙向，實時的通信)：HTTP/2複用TCP連接，在一個連接裏，客戶端和服務端都可以同時發送多個請求或迴應，而不用按照順序一一對應，這樣就避免“隊頭阻塞”。舉例來說：在一個TCP連接裏面，服務器同時收到A請求和B請求，先回應A請求，結果發現處理過程非常耗時，於是就發送A請求已經處理好的部分，接着迴應B請求，完成後，才發送B請求剩下的部分。
- 數據流：HTTP/2的數據流是不按順序發送的，同一個連接裏面連續的數據包，可能屬於不同的迴應。因此必須要對數據包標記，指出它屬於哪個迴應。HTTP/2將每一個請求或迴應的所有數據包，稱爲一個數據流。每個數據流都有一個獨一無二的編號。數據包發送時，都必須標記數據流ID，用於區分它屬於哪一個數據流，另外規定：客戶端發出的數據流，ID一律爲奇數，服務器發出的，ID爲偶數。數據流發送一半時，客戶端和服務器都可以發送信號，取消這個數據流。即HTTP/2可以取消某一個請求，同時保證TCP連接還開着，可以被其他請求使用。客戶端還可以指定數據流的優先級，優先級越高，服務器就越早迴應。
- 頭信息壓縮：HTTP2以前的版本協議不帶有狀態，每次請求都必須附上所有的信息。所以，請求的很多字段都是重複的，比如COOKIE和USER AGENT,一模一樣的內容，每次請求都必須附帶，這很浪費很多寬帶，也影響速度。HTTP/2優化了這一點。引入了頭信息壓縮機制。一方面：頭信息使用GZIP或COMPRESS壓縮後再發送，另一方面，客戶端和服務端同時維護一張頭信息表，所有字段都會存入這個表，生成一個索引號，以後就不發送同樣字段，只發送索引號，提高速度。
- 服務器推送：HTTP/2允許服務器未經請求，主動向客戶端發送資源-->服務器推送。eg:客戶端請求一個網頁，這個網頁裏面包含靜態資源。正常情況下，客戶端必須收到網頁後，解析HTML源碼，發現有靜態資源，再發送靜態資源請求；其實，服務器可以預期到客戶端請求網頁後，很可能再請求靜態資源，所以主動把這些靜態資源隨網頁一起發給客戶端。
缺點
- 請求太多時也需要排隊
7. HTTPS版本篇
要點
- HTTPS 是以安全爲目標的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版，即HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎是SSL，因此加密的詳細內容就需要SSL
- HTTPS協議的主要作用是：建立一個信息安全通道，來確保數組的傳輸，確保網站的真實性
- HTTPS的SSL加密是在傳輸層實現的
工作原理
- 客戶使用HTTPS URL訪問服務器，則要求WEB 服務器建立SSL鏈接。
- WEB服務器接收到客戶端的請求之後，會將網站的證書（證書中包含了公鑰），返回或者說傳輸給客戶端。
- 客戶端和WEB服務器端開始協商SSL鏈接的安全等級，也就是加密等級。
- 客戶端瀏覽器通過雙方協商一致的安全等級，建立會話密鑰，然後通過網站的公鑰來加密會話密鑰，並傳送給網站。
- WEB服務器通過自己的私鑰解密出會話密鑰。
- WEB服務器通過會話密鑰加密與客戶端之間的通信。
優點
- 使用HTTPS協議可認證用戶和服務器，確保數據發送到正確的客戶機和服務器
- HTTPS協議是由SSL+HTTP協議構建的可進行加密傳輸、身份認證的網絡協議，要比HTTP協議安全，可防止數據在傳輸過程中不被竊取、改變，確保數據的完整性。
- HTTPS是現行架構下最安全的解決方案，雖然不是絕對安全，但它大幅增加了中間人攻擊的成本。
缺點
- HTTPS握手階段比較費時，會使頁面加載時間延長50%，增加10%~20%的耗電。
- HTTPS緩存不如HTTP高效，會增加數據開銷。
- SSL證書也需要錢，功能越強大的證書費用越高。
- SSL證書需要綁定IP，不能再同一個IP上綁定多個域名，IPV4資源支持不了這種消耗。
HTTP和HTTPS的區別
- HTTPS協議需要證書，費用較高。
- HTTP是超文本傳輸協議，傳輸的數據都是未加密的即明文傳輸，HTTPS則是具有安全性的SSL加密傳輸協議。
- 使用不同的鏈接方式，端口也不同，一般而言，HTTP協議的端口爲80，HTTPS的端口爲443
- HTTP協議是無連接，無狀態的；(無連接：雖然HTTP使用了TCP連接，但通信的雙方在交換HTTP報文之前不需要建立HTTP連接;無狀態：是指服務端對於客戶端每次發送的請求都認爲它是一個新的請求，上一次會話和下一次會話沒有聯繫);HTTPS協議是由SSL+HTTP協議構建的可進行加密傳輸、身份認證的網絡協議，比HTTP協議安全。
- HTTPS提升訪問速度（可以對於，請求資源所需時間更少，訪問速度更快，相比HTTP1.0）
- HTTPS允許多路複用：多路複用允許同時通過單一的HTTP/2連接發送多重請求-響應信息。改善了：在HTTP1.1中，瀏覽器客戶端在同一時間，針對同一域名下的請求有一定數量限制（連接數量），超過限制會被阻塞。
- 二進制分幀：HTTP2.0會將所有的傳輸信息分割爲更小的信息或者幀，並對他們進行二進制編碼
- HTTP2首部壓縮;服務器端推送(相對於HTTP1.0)
7. SSL/TLS協議介紹
互聯網的通信安全是建立在SSL/TLS協議之上。不使用SSL/TLS的HTTP協議，就是不加密的通信；會帶來三大風險：
- （1）竊聽風險：第三方可以獲取通信內容；
- （2）篡改風險：第三方可以修改通信內容。
- （3）冒失風險：第三方可以冒充他人身份參與通信。
SSL/TLS就是爲了解決這三大風險而設計的，希望達到：
- （1）所有信息都是加密傳播，第三方無法竊聽
- （2）具有校驗機制，一旦被篡改，通信雙方立即發現。
- （3）配備身份證書，防止身份被冒充。
SSL/TLS協議的基本思路
採用公鑰加密法，即客戶端先向服務端索要公鑰，然後用公鑰加密信息，客戶端收到密文後，用自己的私鑰解密。
如何保證公鑰不被篡改？
解決方法：將公鑰放在數字證書中。只要證書是可信的，公鑰就是可信的。
公鑰加密計算量太大，如何減少耗用的時間？
解決方法：每一次對話（SESSION），客戶端和服務器端都生成一個"對話密鑰"（SESSION KEY），用它來加密信息。由於"對話密鑰"是對稱加密，所以運算速度非常快，而服務器公鑰只用於加密"對話密鑰"本身，這樣就減少了加密運算的消耗時間。
SSL/TLS協議的基本過程：
- （1） 客戶端向服務器端索要並驗證公鑰。
- （2） 雙方協商生成"對話密鑰"。
- （3） 雙方採用"對話密鑰"進行加密通信。 上面過程的前兩步，又稱爲"握手階段"（HANDSHAKE）。 開始加密通信之前，客戶端和服務器首先必須建立連接和交換參數，這個過程叫做握手；HTTP耗時 = TCP握手；HTTPS耗時 = TCP握手 + SSL握手 所以，HTTPS肯定比HTTP耗時，這就叫SSL延遲
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