一慨亲、HTTP

HTTP（HyperText Transfer Protocol：超文本傳輸協(xié)議）是一種用于分布式、協(xié)作式和超媒體信息系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議赊舶。 簡單來說就是一種發(fā)布和接收 HTML 頁面的方法疚沐，被用于在 Web 瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間傳遞信息。

HTTP 默認工作在 TCP 協(xié)議 80 端口秸侣，另外還有 8000 和 8080 也很常用。用戶訪問網(wǎng)站 http:// 打頭的都是標準 HTTP 服務(wù)宠互。

HTTP 協(xié)議以明文方式發(fā)送內(nèi)容味榛，不提供任何方式的數(shù)據(jù)加密，如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間的傳輸報文予跌，就可以直接讀懂其中的信息搏色，因此，HTTP協(xié)議不適合傳輸一些敏感信息券册，比如：信用卡號频轿、密碼等支付信息。

HTTP會話分為三個階段：

1. 客戶端建立一條 TCP 連接（如果傳輸層不是 TCP烁焙，也可以是其他適合的連接）航邢。
2. 客戶端發(fā)送請求并等待應(yīng)答。
3. 服務(wù)器處理請求并送回應(yīng)答骄蝇，回應(yīng)包括一個狀態(tài)碼和對應(yīng)的數(shù)據(jù)膳殷。

從 HTTP/1.1 開始，連接在完成第三階段后不再關(guān)閉九火，客戶端可以再次發(fā)起新的請求赚窃。這意味著第二步和第三步可以連續(xù)進行數(shù)次。

一個HTTP請求一般由四個部分組成：

1).HTTP請求的方法或動作吃既，比如是GET請求還是POST請求。
2).正在請求的URL跨细，就是請求的地址（我們輸入的一般是網(wǎng)址）鹦倚。
3).請求頭，包含一些客戶端環(huán)境信息冀惭，身份驗證信息等震叙。
4).請求體，也就是請求正文散休，請求正文中可以包含客戶提交的查詢字符信息媒楼，表單信息等等。

HTTP請求的兩種方式：

• GET請求：一般用于信息獲取戚丸，使用URL傳遞參數(shù)划址，對所發(fā)送信息的數(shù)量也有限制扔嵌，一般在2000個字符，GET請求一般用于獲取信息夺颤，換句話說痢缎，就是查詢，查詢不會影響數(shù)據(jù)本身世澜。但是GET請求發(fā)送的信息對任何人都是可見的独旷，這樣對數(shù)據(jù)的保密性就比較低了。
• POST請求：一般用于修改服務(wù)器上的資源寥裂。對所發(fā)送信息的數(shù)量無限制嵌洼。通過POST方法一般用來從表單發(fā)送數(shù)據(jù)，這些對數(shù)據(jù)對其他人是不可見的封恰，所以相對于GET請求來說保密性就高得多麻养。

一個HTTP響應(yīng)一般由三部分組成：

1）一個數(shù)字和文字組成的狀態(tài)碼，用來顯示請求是成功還是失敗俭驮。
2）響應(yīng)頭回溺，響應(yīng)頭也和請求頭一樣包含許多有用的信息，例如服務(wù)器類型混萝，日期時間遗遵，內(nèi)容類型和長度等等。
3）相應(yīng)體逸嘀，也就是響應(yīng)正文车要。

HTTP狀態(tài)碼由3位數(shù)字構(gòu)成：

首位數(shù)字定義了狀態(tài)碼的類型
1XX：信息類，表示收到Web瀏覽器請求崭倘，正在進一步的處理中翼岁。
2XX：成功，表示用戶請求被正確接收司光，理解和處理琅坡。例如：200 OK。
3XX：重定向残家，表示請求沒有成功榆俺，客戶必須采取進一步的動作。
4XX：客戶端錯誤坞淮，表示客戶端提交的請求有錯誤茴晋。例如：404NOT Found，意味著請求中所引用的文檔不存在回窘。
5XX：服務(wù)器錯誤诺擅，表示服務(wù)器不能完成對請求的處理。

常見狀態(tài)碼：
301：被請求的資源已永久移動到新位置
400： 1啡直、語義有誤烁涌，當前請求無法被服務(wù)器理解苍碟。2、請求參數(shù)有誤烹玉。
403：服務(wù)器已經(jīng)理解請求驰怎，但是拒絕執(zhí)行它。
404：請求失敗二打，請求所希望得到的資源未被在服務(wù)器上發(fā)現(xiàn)县忌。
408： 請求超時。
500： 服務(wù)器遇到了不知道如何處理的情況继效。
501： 此請求方法不被服務(wù)器支持且無法被處理症杏。
503：服務(wù)器沒有準備好處理請求。 常見原因是服務(wù)器因維護或重載而停機瑞信。
504：當服務(wù)器作為網(wǎng)關(guān)厉颤，不能及時得到響應(yīng)時返回此錯誤代碼。
505：服務(wù)器不支持請求中所使用的HTTP協(xié)議版本凡简。

了解了上面的內(nèi)容之后逼友，那么問題來了，當我們在web瀏覽器的地址欄中輸入： www.baidu.com秤涩，然后回車帜乞，到底發(fā)生了什么？
1.對www.baidu.com這個網(wǎng)址進行DNS域名解析筐眷，得到對應(yīng)的IP地址
2.根據(jù)這個IP黎烈，找到對應(yīng)的服務(wù)器，發(fā)起TCP的三次握手
3.建立TCP連接后發(fā)起HTTP請求
4.服務(wù)器響應(yīng)HTTP請求匀谣，瀏覽器得到html文件
5.瀏覽器解析html代碼照棋，并請求html代碼中的資源（如js、css圖片等）（先得到html代碼武翎，才能去找這些資源）
6.瀏覽器對頁面進行渲染呈現(xiàn)給用戶
注：

• DNS域名解析采用的是遞歸查詢的方式烈炭，過程是，先去找DNS緩存->緩存找不到就去找根域名服務(wù)器->根域名又會去找下一級宝恶，這樣遞歸查找之后符隙，找到了，給我們的web瀏覽器

• 為什么HTTP協(xié)議要基于TCP來實現(xiàn)卑惜？ TCP是一個端到端的可靠的面相連接的協(xié)議膏执，HTTP基于傳輸層TCP協(xié)議不用擔心數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鞣N問題（當發(fā)生錯誤時驻售，會重傳）

• 最后一步瀏覽器是如何對頁面進行渲染的露久？
  a）解析html文件構(gòu)成 DOM樹，
  b）解析CSS文件構(gòu)成渲染樹欺栗，
  c）邊解析毫痕，邊渲染 征峦，
  d）JS 單線程運行，JS有可能修改DOM結(jié)構(gòu)消请，意味著JS執(zhí)行完成前栏笆，后續(xù)所有資源的下載是沒有必要的，所以JS是單線程臊泰，會阻塞后續(xù)資源下載

下面我們來詳細看看這幾個過程的具體細節(jié)：

1.域名解析

a）首先會搜索瀏覽器自身的DNS緩存（緩存時間比較短蛉加，大概只有1分鐘，且只能容納1000條緩存）

b）如果瀏覽器自身的緩存里面沒有找到缸逃，那么瀏覽器會搜索系統(tǒng)自身的DNS緩存

c）如果還沒有找到针饥，那么嘗試從 hosts文件里面去找

d）在前面三個過程都沒獲取到的情況下，就遞歸地去域名服務(wù)器去查找需频，具體過程如下

image.png

DNS優(yōu)化：兩個方面：DNS緩存丁眼、DNS負載均衡

2.TCP連接（三次握手）

拿到域名對應(yīng)的IP地址之后，User-Agent（一般指瀏覽器）會以一個隨機端口（1024<端口<65535）向服務(wù)器的WEB程序（常用的有httpd昭殉，nginx）等的80端口苞七。這個連接請求（原始的http請求經(jīng)過TCP/IP4層模型的層層封包）到達服務(wù)器端后（這中間有各種路由設(shè)備，局域網(wǎng)內(nèi)除外）挪丢，進入到網(wǎng)卡蹂风，然后是進入到內(nèi)核的TCP/IP協(xié)議棧（用于識別連接請求，解封包吃靠，一層一層的剝開）硫眨，還有可能要經(jīng)過Netfilter防火墻（屬于內(nèi)核的模塊）的過濾，最終達到WEB程序巢块，最終建立了TCP/IP的連接

TCP（Transmission Control Protocol 傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的礁阁、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議族奢。
在運用此協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸前都會進行連接的建立工作（三次握手）
當數(shù)據(jù)傳輸完畢姥闭，連接的雙方都會通知對方要釋放此連接（四次揮手）
tcp標志位有6種標志位
1.SYN（synchronous ）建立聯(lián)機

2.ACK（acknowledgement）確認

3.PSH（push）傳送

4.FIN（finsh）結(jié)束

5.RST（reset）重置

6.URG（urgent）緊急

圖解TCP與UDP的三次握手與四次揮手過程

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三次握手過程：

第一次握手：Client將標志位SYN置為1，ACK=0越走，隨機產(chǎn)生一個值seq=J棚品，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server。

第二次握手：Server收到數(shù)據(jù)包后由標志位SYN=1知道Client請求建立連接廊敌，Server將標志位SYN和ACK都置為1铜跑，確認號ack =J+1，隨機產(chǎn)生序列號seq=K骡澈，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認連接請求锅纺。

第三次握手：Client收到確認后，檢查ack是否為J+1肋殴，ACK是否為1囤锉，如果正確則將標志位ACK置為1坦弟，ack=K+1，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server官地，Server檢查ack是否為K+1酿傍，ACK是否為1，如果正確則連接建立成功驱入，可以開始傳輸數(shù)據(jù)了赤炒。

image.png

四次揮手過程：

第一次揮手：當傳輸?shù)臄?shù)據(jù)到達尾部時，Client向Server發(fā)送FIN = 1標志位亏较，seq = x,用來關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳送可霎。(Client進入FIN_WAIT_1狀態(tài))

第二次揮手：Server收到FIN后，發(fā)送ACK = 1宴杀，確認序號ack = x+1癣朗，seq=y給Client，Server進入CLOSE_WAIT狀態(tài)旺罢。

第三次揮手：數(shù)據(jù)傳輸完成后旷余，Server發(fā)送FIN = 1，ACK=1,ack=x+1,seq=z用來關(guān)閉Server到Client的數(shù)據(jù)傳送扁达，Server進入LAST_ACK狀態(tài)正卧。

第四次揮手：Client收到FIN后，Client進入TIME_WAIT狀態(tài)跪解，接著發(fā)送ACK=1,ack=z+1,seq=x+1給Server炉旷，Server進入CLOSED狀態(tài)，完成四次揮手叉讥。

為什么建立連接是三次握手窘行，而關(guān)閉連接卻是四次揮手呢？
因為當Server端收到Client端的SYN連接請求報文后图仓，可以把ACK和SYN放在一個報文里發(fā)送給客戶端罐盔。(其中ACK報文是用來應(yīng)答的，SYN報文是用來同步的救崔。)但是關(guān)閉連接時惶看，當Server端收到FIN報文時，僅僅表示Client不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù)六孵，Server也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對方了纬黎，很可能并不會立即關(guān)閉SOCKET，所以ACK和FIN一般都會分開發(fā)送劫窒。會先回復(fù)一個ACK報文本今，告訴Client端，"你發(fā)的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端所有的報文都發(fā)送完了诈泼，我才能發(fā)送FIN報文。

3.建立TCP連接之后煤禽，發(fā)起HTTP請求

HTTP請求報文由三部分組成：請求行铐达，請求頭和請求正文

請求行：用于描述客戶端的請求方式，請求的資源名稱以及使用的HTTP協(xié)議的版本號（例：GET/books/java.html HTTP/1.1）

請求頭：用于描述客戶端請求哪臺主機檬果，以及客戶端的一些環(huán)境信息等

注：這里提一個請求頭 Connection瓮孙，Connection設(shè)置為 keep-alive用于說明 客戶端這邊設(shè)置的是，本次HTTP請求之后并不需要關(guān)閉TCP連接选脊，這樣可以使下次HTTP請求使用相同的TCP通道杭抠，節(jié)省TCP建立連接的時間

請求正文：當使用POST, PUT等方法時，通常需要客戶端向服務(wù)器傳遞數(shù)據(jù)恳啥。這些數(shù)據(jù)就儲存在請求正文中（GET方式是保存在url地址后面偏灿，不會放到這里）

4.服務(wù)器端響應(yīng)http請求，瀏覽器得到html代碼

HTTP響應(yīng)也由三部分組成：狀態(tài)碼钝的，響應(yīng)頭和實體內(nèi)容

狀態(tài)碼：狀態(tài)碼用于表示服務(wù)器對請求的處理結(jié)果

列舉幾種常見的：200（沒有問題） 302（要你去找別人） 304（要你去拿緩存） 307（要你去拿緩存） 403（有這個資源翁垂，但是沒有訪問權(quán)限） 404（服務(wù)器沒有這個資源） 500（服務(wù)器這邊有問題）

若干響應(yīng)頭：響應(yīng)頭用于描述服務(wù)器的基本信息，以及客戶端如何處理數(shù)據(jù)

實體內(nèi)容：服務(wù)器返回給客戶端的數(shù)據(jù)

注：html資源文件應(yīng)該不是通過 HTTP響應(yīng)直接返回去的硝桩，應(yīng)該是通過nginx通過io操作去拿到的吧

5.瀏覽器解析html代碼沿猜，并請求html代碼中的資源

瀏覽器拿到html文件后，就開始解析其中的html代碼碗脊，遇到j(luò)s/css/image等靜態(tài)資源時啼肩，就向服務(wù)器端去請求下載（會使用多線程下載，每個瀏覽器的線程數(shù)不一樣）衙伶，這是時候就用上 keep-alive特性了祈坠，建立一次HTTP連接，可以請求多個資源矢劲，下載資源的順序就是按照代碼里面的順序颁虐，但是由于每個資源大小不一樣，而瀏覽器又是多線程請求請求資源卧须，所以這里顯示的順序并不一定是代碼里面的順序另绩。

6.瀏覽器對頁面進行渲染呈現(xiàn)給用戶

最后，瀏覽器利用自己內(nèi)部的工作機制花嘶，把請求的靜態(tài)資源和html代碼進行渲染笋籽，渲染之后呈現(xiàn)給用戶

瀏覽器是一個邊解析邊渲染的過程。首先瀏覽器解析HTML文件構(gòu)建DOM樹椭员，然后解析CSS文件構(gòu)建渲染樹车海，等到渲染樹構(gòu)建完成后，瀏覽器開始布局渲染樹并將其繪制到屏幕上。這個過程比較復(fù)雜侍芝，涉及到兩個概念: reflow(回流)和repain(重繪)研铆。DOM節(jié)點中的各個元素都是以盒模型的形式存在，這些都需要瀏覽器去計算其位置和大小等州叠，這個過程稱為relow;當盒模型的位置,大小以及其他屬性棵红，如顏色,字體,等確定下來之后，瀏覽器便開始繪制內(nèi)容咧栗，這個過程稱為repain逆甜。頁面在首次加載時必然會經(jīng)歷reflow和repain吁脱。reflow和repain過程是非常消耗性能的群扶，尤其是在移動設(shè)備上昭躺，它會破壞用戶體驗屠缭，有時會造成頁面卡頓禁谦。所以我們應(yīng)該盡可能少的減少reflow和repain溉潭。

JS的解析是由瀏覽器中的JS解析引擎完成的悄窃。JS是單線程運行梧兼，JS有可能修改DOM結(jié)構(gòu)萝挤，意味著JS執(zhí)行完成前稚茅，后續(xù)所有資源的下載是沒有必要的，所以JS是單線程平斩，會阻塞后續(xù)資源下載

總結(jié)一次完整的HTTP請求過程：
　　域名解析 --> 發(fā)起TCP的3次握手 --> 建立TCP連接后發(fā)起http請求 --> 服務(wù)器響應(yīng)http請求亚享，瀏覽器得到html代碼 --> 瀏覽器解析html代碼，并請求html代碼中的資源（如js绘面、css欺税、圖片等） --> 瀏覽器對頁面進行渲染呈現(xiàn)給用戶

二、HTTPS

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure：超文本傳輸安全協(xié)議）是一種透過計算機網(wǎng)絡(luò)進行安全通信的傳輸協(xié)議揭璃。HTTPS 經(jīng)由 HTTP 進行通信晚凿，但利用 SSL/TLS 來加密數(shù)據(jù)包。HTTPS 開發(fā)的主要目的瘦馍，是提供對網(wǎng)站服務(wù)器的身份認證歼秽，保護交換數(shù)據(jù)的隱私與完整性。
HTTPS 默認工作在 TCP 協(xié)議443端口情组，它的工作流程一般如以下方式：

1. TCP 三次同步握手
2. 客戶端驗證服務(wù)器數(shù)字證書
3. DH 算法協(xié)商對稱加密算法的密鑰燥筷、hash 算法的密鑰
4. SSL 安全加密隧道協(xié)商完成
5. 網(wǎng)頁以加密的方式傳輸，用協(xié)商的對稱加密算法和密鑰加密院崇，保證數(shù)據(jù)機密性肆氓；用協(xié)商的hash算法進行數(shù)據(jù)完整性保護，保證數(shù)據(jù)不被篡改底瓣。

HTTPS 的工作原理

我們都知道 HTTPS 能夠加密信息谢揪，以免敏感信息被第三方獲取，所以很多銀行網(wǎng)站或電子郵箱等等安全級別較高的服務(wù)都會采用 HTTPS 協(xié)議。

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1. 客戶端發(fā)起 HTTPS 請求
   用戶在瀏覽器里輸入一個 https 網(wǎng)址拨扶，然后連接到 server 的 443 端口凳鬓。

2. 服務(wù)端的配置
   采用 HTTPS 協(xié)議的服務(wù)器必須要有一套數(shù)字證書，可以自己制作患民，也可以向組織申請缩举，區(qū)別就是自己頒發(fā)的證書需要客戶端驗證通過，才可以繼續(xù)訪問酒奶，而使用受信任的公司申請的證書則不會彈出提示頁面(startssl 就是個不錯的選擇，有 1 年的免費服務(wù))奶赔。
   這套證書其實就是一對公鑰和私鑰惋嚎，如果對公鑰和私鑰不太理解，可以想象成一把鑰匙和一個鎖頭站刑，只是全世界只有你一個人有這把鑰匙另伍，你可以把鎖頭給別人，別人可以用這個鎖把重要的東西鎖起來绞旅，然后發(fā)給你摆尝，因為只有你一個人有這把鑰匙，所以只有你才能看到被這把鎖鎖起來的東西因悲。

3. 傳送證書
   這個證書其實就是公鑰堕汞，只是包含了很多信息，如證書的頒發(fā)機構(gòu)晃琳，過期時間等等讯检。

4. 客戶端解析證書
   這部分工作是有客戶端的TLS來完成的，首先會驗證公鑰是否有效卫旱，比如頒發(fā)機構(gòu)人灼，過期時間等等，如果發(fā)現(xiàn)異常顾翼，則會彈出一個警告框投放，提示證書存在問題。
   如果證書沒有問題适贸，那么就生成一個隨機值灸芳，然后用證書對該隨機值進行加密，就好像上面說的拜姿，把隨機值用鎖頭鎖起來耗绿，這樣除非有鑰匙，不然看不到被鎖住的內(nèi)容砾隅。

5. 傳送加密信息
   這部分傳送的是用證書加密后的隨機值误阻，目的就是讓服務(wù)端得到這個隨機值，以后客戶端和服務(wù)端的通信就可以通過這個隨機值來進行加密解密了。

6. 服務(wù)端解密信息
   服務(wù)端用私鑰解密后究反，得到了客戶端傳過來的隨機值(私鑰)寻定，然后把內(nèi)容通過該值進行對稱加密，所謂對稱加密就是精耐，將信息和私鑰通過某種算法混合在一起狼速，這樣除非知道私鑰，不然無法獲取內(nèi)容卦停，而正好客戶端和服務(wù)端都知道這個私鑰向胡，所以只要加密算法夠彪悍，私鑰夠復(fù)雜惊完，數(shù)據(jù)就夠安全僵芹。

7. 傳輸加密后的信息
   這部分信息是服務(wù)段用私鑰加密后的信息，可以在客戶端被還原小槐。

8. 客戶端解密信息
   客戶端用之前生成的私鑰解密服務(wù)段傳過來的信息拇派，于是獲取了解密后的內(nèi)容，整個過程第三方即使監(jiān)聽到了數(shù)據(jù)凿跳，也束手無策件豌。

三、HTTP 與 HTTPS 區(qū)別

1. HTTP 明文傳輸控嗜，數(shù)據(jù)都是未加密的茧彤，安全性較差，HTTPS（SSL+HTTP） 數(shù)據(jù)傳輸過程是加密的疆栏，安全性較好棘街。
2. 使用 HTTPS 協(xié)議需要到 CA（Certificate Authority，數(shù)字證書認證機構(gòu)） 申請證書承边，一般免費證書較少遭殉，因而需要一定費用。證書頒發(fā)機構(gòu)如：Symantec博助、Comodo险污、GoDaddy 和 GlobalSign 等。
3. HTTP 頁面響應(yīng)速度比 HTTPS 快富岳，主要是因為 HTTP 使用 TCP 三次握手建立連接蛔糯，客戶端和服務(wù)器需要交換 3 個包，而 HTTPS除了 TCP 的三個包窖式，還要加上 ssl 握手需要的 9 個包蚁飒，所以一共是 12 個包。
4. http 和 https 使用的是完全不同的連接方式萝喘，用的端口也不一樣淮逻，前者是 80琼懊，后者是 443。
5. HTTPS 其實就是建構(gòu)在 SSL/TLS 之上的 HTTP 協(xié)議爬早，所以哼丈，要比較 HTTPS 比 HTTP 要更耗費服務(wù)器資源。