HTTPS/HTTP 总结（3次握手、4次分手）相关面试问题解答

TCP/IP

TCP/IP 不是一个协议，而是一个协议族的统称。里面包括了 IP 协议，IMCP 协议，TCP 协议，以及我们更加熟悉的http、ftp、pop3协议等等。电脑有了这些，就好像学会了外语一样，就可以和其他的计算机终端做自由的交流了。

TCP / IP 协议分层

• 应用层

向用户提供一组常用的应用程序，如电子邮件（简单邮件传输协议，SMTP），文件传输访问（文件传输协议，FTP），远程登录（TELNET）等。

• 传输层: 负责提供应用程序间的通信
  格式化信息流；
  提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送

• 网络层:负责相邻计算机之间的通信

  • 处理来自传输层的分组发送请求：收到请求之后，将分组装入 IP 数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口；
  • 处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻址：如果该数据包已经到达信宿机，则去掉报头，将剩下一部分交给适当的传输协议；如果该数据包尚未到达信宿机，则转发该数据报；
  • 处理路径、流控、拥塞等问题；

• 网络接口层: 这是 TCP / IP 的最底层，负责接收 IP 数据报并通过网络发送数据报，或者从网络上接收物理帧，抽出 IP 数据报，交给 IP 层；

TCP的三次握手

• 第一次握手(SYN=1, seq=x):

客户端发送一个 TCP 的 SYN标志位置1的包，指明客户端打算连接的服务器的端口，以及初始序号 X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

发送完毕后，客户端进入 SYN_SEND 状态。

• 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):

服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号，放到 Seq 域里，同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1，即X+1。

发送完毕后，服务器端进入 SYN_RCVD 状态。

• 第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)

客户端再次发送确认包(ACK)，SYN 标志位为0，ACK 标志位为1，并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方，并且在数据段放写ISN的+1

发送完毕后，客户端进入 ESTABLISHED 状态，当服务器端接收到这个包时，也进入 ESTABLISHED 状态，连接建立成功，TCP 握手结束。

白话解释大概是这样的：

1. 隔壁老王：李四么，我隔壁老王哈，听得到么？
2. 李四：老王哈，听得到，你听得到我么？
3. 隔壁老王：听得到，你说
接下来就可以进行愉快的对话了。。。

可不可以1次握手？

1. 隔壁老王：老李么，我隔壁老王哈，听得到么？

如果只有一次握手，隔壁老王根本不知道李四是否听到了？

沟通失败！

可不可以2次握手？

1. 隔壁老王：老李么，我隔壁老王哈，听得到么？
2. 李四：老王哈，听得到，你听得到我么？

李四听到了老王的对话，但是呢？李四不知道老王是否听到了？

沟通失败！

只有老王回复了，双方才知道： 哦！我们说的话对方都是可以听到的。

TCP的4次分手

• 第一次分手：主机1（可以使客户端，也可以是服务器端），设置Sequence Number和Acknowledgment Number，向主机2发送一个FIN报文段；此时，主机1进入FIN_WAIT_1状态；这表示主机1没有数据要发送给主机2了；
• 第二次分手：主机2收到了主机1发送的FIN报文段，向主机1回一个ACK报文段，Acknowledgment Number为Sequence Number加1；主机1进入FIN_WAIT_2状态；主机2告诉主机1，我“同意”你的关闭请求；
• 第三次分手：主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入LAST_ACK状态；
• 第四次分手：主机1收到主机2发送的FIN报文段，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态；主机2收到主机1的ACK报文段以后，就关闭连接；此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。

HTTP

HTTP（HyperText Transfer Protocol），超文本传输协议，是一个基于TCP实现的应用层协议。

HTTPS

HTTPS 是最流行的 HTTP 安全形式。它是由网景公司首创的，所有主要的浏览器和 服务器都支持此协议。

使用 HTTPS 时，所有的 HTTP 请求和响应数据在发送到网络之前，都要进行加密。 HTTPS 在 HTTP 下面提供了一个传输级的密码安全层——可以使用 SSL，也可以使用其后继者—— 传输层安全(Transport Layer Security，TLS)。由于 SSL 和 TLS 非常类似，所以我们不太严格地用术语 SSL 来表示 SSL 和 TLS。

httpsImage

SSL/TLS

不使用SSL/TLS的HTTP通信，就是不加密的通信。所有信息明文传播，带来了三大风险。

• 窃听风险（eavesdropping）：第三方可以获知通信内容。
• 篡改风险（tampering）：第三方可以修改通信内容。
• 冒充风险（pretending）：第三方可以冒充他人身份参与通信。

SSL/TLS协议是为了解决这三大风险而设计的，希望达到：

• 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。
• 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
• 配备身份证书，防止身份被冒充。

SSL握手

开始加密通信之前，客户端和服务器首先必须建立连接和交换参数，这个过程叫做握手（handshake）,握手阶段分成五步：

1. 客户端给出协议版本号、一个客户端生成的 随机数（Client random），以及客户端支持的加密方法。
2. 服务器确认双方使用的加密方法，并给出数字证书、以及一个服务器生成的随机数（Server random）。
3. 客户端确认数字证书有效，然后生成一个新的 随机数（Premaster secret），并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数，发给服务器。
4. 服务器使用自己的私钥，获取客户端发来的随机数（即Premaster secret）。
5. 客户端和服务器根据约定的加密方法，使用前面的三个随机数，生成 对话密钥（session key），用来加密接下来的整个对话过程。

常见面试题：

HTTP和HTTPS的区别？

• HTTP 的URL 以http:// 开头，而HTTPS 的URL 以https:// 开头
• HTTP 是不安全的，而 HTTPS 是安全的
• HTTP 标准端口是80 ，而 HTTPS 的标准端口是443
• 在OSI 网络模型中，HTTP工作于应用层，而HTTPS 的安全传输机制工作在传输层
• HTTP 无法加密，而HTTPS 对传输的数据进行加密
• HTTP无需证书，而HTTPS 需要CA机构wosign的颁发的SSL证书

如何理解HTTP是无状态的协议？

无状态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
也就是说，当客户端一次HTTP请求完成以后，客户端再发送一次HTTP请求，HTTP并不知道当前客户端是一个”老用户“

如何解决HTTP的无状态协议？

使用Cookie来解决无状态的问题，Cookie就相当于一个通行证，第一次访问的时候给客户端发送一个Cookie，当客户端再次来的时候，拿着Cookie(通行证)，那么服务器就知道这个是”老用户“。

常用的HTTP方法有哪些？

• GET： 用于请求访问已经被URI（统一资源标识符）识别的资源，可以通过URL传参给服务器
• POST：用于传输信息给服务器，主要功能与GET方法类似，但一般推荐使用POST方式。
• PUT： 传输文件，报文主体中包含文件内容，保存到对应URI位置。
• HEAD： 获得报文首部，与GET方法类似，只是不返回报文主体，一般用于验证URI是否有效。
• DELETE：删除文件，与PUT方法相反，删除对应URI位置的文件。
• OPTIONS：查询相应URI支持的HTTP方法。

为什么要三次握手？

防止服务器端的一直等待而浪费资源。防止接收方收不到信息而已，发送方也不知道接收方收到还是没收到