HTTP、TCP、Socket、TSL、HTTPS、CA证书

末蓝、 2022-05-14 15:54 561阅读 0赞

TCP/IP、HTTP、Socket区别，重点推荐：[https://blog.csdn.net/Pk\_zsq/article/details/6087367][https_blog.csdn.net_Pk_zsq_article_details_6087367]

总结：TCP/UDP建立连接，HTTP封装文本信息及规定传输格式，而socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议，也可以说是Socket是TCP/IP协议理论的一个实现。

还推荐两篇文章：  
[https://www.imooc.com/article/1668][https_www.imooc.com_article_1668]  
[https://www.imooc.com/article/1851][https_www.imooc.com_article_1851]  
[https://www.imooc.com/article/45403][https_www.imooc.com_article_45403]

**1.SSL/TSL**

SSL 是洋文“Secure Sockets Layer”的缩写，中文叫做“安全套接层”。

到了1999年，SSL 因为应用广泛，已经成为互联网上的事实标准。IETF 就在那年把 SSL 标准化。标准化之后的名称改为 TLS（是“Transport Layer Security”的缩写），中文叫做“传输层安全协议”。

很多相关的文章都把这两者并列称呼（SSL/TLS），因为这两者可以视作同一个东西的不同阶段。

**2.HTTP和TCP关系**

简单地说，TCP 协议是 HTTP 协议的基石——HTTP 协议需要依靠 TCP 协议来传输数据。

**在网络分层模型中，TCP被称为“传输层协议”，而HTTP被称为“应用层协议”。**

有很多常见的应用层协议是以 TCP 为基础的，比如“FTP、SMTP、POP、IMAP”等。  
TCP 被称为“面向连接”的传输层协议。

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）。

HTTP 对 TCP 连接的使用，分为两种方式：俗称“短连接”和“长连接”（“长连接”又称“持久连接”，洋文叫做“Keep-Alive”或“Persistent Connection”）。

假设有一个网页，里面包含好多图片，还包含好多【外部的】CSS 文件和 JS 文件。在“短连接”的模式下，浏览器会先发起一个 TCP 连接，拿到该网页的 HTML 源代码（拿到 HTML 之后，这个 TCP 连接就关闭了）。然后，浏览器开始分析这个网页的源码，知道这个页面包含很多外部资源（图片、CSS、JS）。然后针对【每一个】外部资源，再分别发起一个个 TCP 连接，把这些文件获取到本地（同样的，每抓取一个外部资源后，相应的 TCP 就断开）。

相反，如果是“长连接”的方式，浏览器也会先发起一个 TCP 连接去抓取页面。但是抓取页面之后，该 TCP 连接并不会立即关闭，而是暂时先保持着（所谓的“Keep-Alive”）。然后浏览器分析 HTML 源码之后，发现有很多外部资源，就用刚才那个 TCP 连接去抓取此页面的外部资源。

在 HTTP 1.0 版本，【默认】使用的是“短连接”（那时候是 Web 诞生初期，网页相对简单，“短连接”的问题不大）；  
到了1995年底开始制定 HTTP 1.1 草案的时候，网页已经开始变得复杂（网页内的图片、脚本越来越多了）。这时候再用短连接的方式，效率太低下了（因为建立 TCP 连接是有“时间成本”和“CPU 成本”滴）。所以，在 HTTP 1.1 中，【默认】采用的是“Keep-Alive”的方式。

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另一篇参考文章：[https://www.cnblogs.com/baizhanshi/p/8482612.html][https_www.cnblogs.com_baizhanshi_p_8482612.html]

**先说结论：HTTP是要基于TCP连接基础上的，简单的说，TCP就是单纯建立连接，不涉及任何我们需要请求的实际数据，简单的传输。在前面客户端和服务器建立TCP连接之后，就需要用HTTP是用来收发数据，即实际应用上来的。**

**TCP连接**

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

1.  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；
2.  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；
3.  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。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连 接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写 了，就是服务器和客户端交互，最终确定断开）。

**HTTP连接**

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的 做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客 户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

**HTTP和TCP**

知道了 http是要基于TCP连接基础上的，简单的说，TCP就是单纯建立连接，不涉及任何我们需要请求的实际数据，简单的传输。http是用来收发数据，即实际应用上来的。

第一：从传输层，先说下TCP连接，我们要和服务端连接TCP连接，需要通过三次连接，包括：请求，确认，建立连接。即传说中的“三次握手协议”。

第二：从实际上的数据应用来说HTTP，在前面客户端和应用服务器建立TCP连接之后，就需要用http协议来传送数据了，HTTP协议简单来说，还是请求，确认，连接。总体就是C发送一个HTTP请求给S，S收到了这个http请求，然后返回给C过来的http响应，然后C的中间件或者说浏览器把这些数据渲染成为了网页，展示在用户面前。

TCP是底层通讯协议，定义的是数据传输和连接方式的规范

HTTP是应用层协议，定义的是传输数据的内容的规范

HTTP协议中的数据是利用TCP协议传输的，所以支持HTTP也就一定支持TCP

HTTP支持的是www服务，而TCP/IP是协议，它是Internet国际互联网络的基础。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。

TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。

**3.Socket**

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协 议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以 和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

**建立Socket连接**

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户 端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

**Socket连接与TCP连接**

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

**Socket连接与HTTP连接**

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用 中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导 致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给 客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以 保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

**4.HTTPS**

还可以查看文章：[https://www.cnblogs.com/caiyanhu/p/6922566.html][https_www.cnblogs.com_caiyanhu_p_6922566.html]

咱们通常所说的 HTTPS 协议，说白了就是“HTTP 协议”和“SSL/TLS 协议”的组合。你可以把 HTTPS 大致理解为——“HTTP over SSL”或“HTTP over TLS”（反正 SSL 和 TLS 差不多）。

因为是先有 HTTP 再有 HTTPS。所以，HTTPS 的设计者肯定要考虑到对原有 HTTP 的兼容性。这里所说的兼容性包括很多方面。比如已有的 Web 应用要尽可能无缝地迁移到 HTTPS；比如对浏览器厂商而言，改动要尽可能小；……

基于“兼容性”方面的考虑，很容易得出如下几个结论：

1.  HTTPS 还是要基于 TCP 来传输  
    （如果改为 UDP 作传输层，无论是 Web 服务端还是浏览器客户端，都要大改，动静太大了）
2.  单独使用一个新的协议，把 HTTP 协议包裹起来  
    （所谓的“HTTP over SSL”，实际上是在原有的 HTTP 数据外面加了一层 SSL 的封装。HTTP 协议原有的 GET、POST 之类的机制，基本上原封不动）

如今的 SSL/TLS 可以跟很多常用的应用层协议（比如：FTP、SMTP、POP、Telnet）搭配，来强化这些应用层协议的安全性。

HTTPS优点：保密性（防泄密）、完整性（防篡改）、真实性（防假冒）

保密性：HTTPS能对抗嗅探、重放攻击等。

完整性：在发明 HTTPS 之前，由于 HTTP 是明文的，不但容易被嗅探，还容易被篡改。可以参考文章《扫盲文件完整性校验——关于散列值和数字签名》。

真实性：可以参考文章《扫盲 DNS 原理，兼谈“域名劫持”和“域名欺骗/域名污染”》。

主要参考文章：[http://www.techug.com/post/https-ssl-tls.html][http_www.techug.com_post_https-ssl-tls.html]

**5.CA证书**

CA是Certificate Authority的缩写，也叫“证书授权中心”。

一般来说，CA必须是所有行业和所有公众都信任的、认可的。因此它必须具有足够的权威性。

CA 证书，顾名思义，就是CA颁发的证书。

**什么是证书信任链**：实际上，证书之间的信任关系，是可以嵌套的。比如，C 信任 A1，A1 信任 A2，A2 信任 A3…这个叫做证书的信任链。只要你信任链上的头一个证书，那后续的证书，都是可以信任滴。

**根证书：**

假设 C 证书信任 A 和 B；然后 A 信任 A1 和 A2；B 信任 B1 和 B2。则它们之间，构成如下的一个树形关系（一个倒立的树）。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_27_color_FFFFFF_t_70]

处于最顶上的树根位置的那个证书，就是“根证书”。除了根证书，其它证书都要依靠上一级的证书，来证明自己。那谁来证明“根证书”可靠捏？实际上，根证书自己证明自己是可靠滴（或者换句话说，根证书是不需要被证明滴）。

聪明的同学此刻应该意识到了：根证书是整个证书体系安全的根本。所以，如果某个证书体系中，根证书出了问题（不再可信了），那么所有被根证书所信任的其它证书，也就不再可信了。这个后果是相当相当滴严重（简直可以说是灾难性的）。

**证书的作用:**

1.  验证网站是否可信（针对HTTPS）
2.  验证某文件是否可信（是否被篡改）

**验证网站是否可信（针对HTTPS）**

通常，我们如果访问某些敏感的网页（比如用户登录的页面），其协议都会使用 HTTPS 而不是 HTTP。因为 HTTP 协议是明文的，一旦有坏人在偷窥你的网络通讯，他/她就可以看到网络通讯的内容（比如你的密码、银行帐号、等）；而 HTTPS 是加密的协议，可以保证你的传输过程中，坏蛋无法偷窥。

但是，千万不要以为，HTTPS 协议有了加密，就可高枕无忧了。俺再举一个例子来说明，光有加密是不够滴。假设有一个坏人，搞了一个假的网银的站点，然后诱骗你上这个站点。假设你又比较单纯，一不留神，就把你的帐号，口令都输入进去了。那这个坏蛋的阴谋就得逞鸟。

为了防止坏人这么干，HTTPS 协议除了有加密的机制，还有一套证书的机制。通过证书来确保，某个站点确实就是某个站点。

有了证书之后，当你的浏览器在访问某个 HTTPS 网站时，会验证该站点上的 CA 证书（类似于验证介绍信的公章）。如果浏览器发现该证书没有问题（证书被某个根证书信任、证书上绑定的域名和该网站的域名一致、证书没有过期），那么页面就直接打开；否则的话，浏览器会给出一个警告，告诉你该网站的证书存在某某问题，是否继续访问该站点？

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_27_color_FFFFFF_t_70 1]

具体可以参考：[https://kb.cnblogs.com/page/194742/][https_kb.cnblogs.com_page_194742]

[https_blog.csdn.net_Pk_zsq_article_details_6087367]: https://blog.csdn.net/Pk_zsq/article/details/6087367
[https_www.imooc.com_article_1668]: https://www.imooc.com/article/1668
[https_www.imooc.com_article_1851]: https://www.imooc.com/article/1851
[https_www.imooc.com_article_45403]: https://www.imooc.com/article/45403
[https_www.cnblogs.com_baizhanshi_p_8482612.html]: https://www.cnblogs.com/baizhanshi/p/8482612.html
[https_www.cnblogs.com_caiyanhu_p_6922566.html]: https://www.cnblogs.com/caiyanhu/p/6922566.html
[http_www.techug.com_post_https-ssl-tls.html]: http://www.techug.com/post/https-ssl-tls.html
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