深入解析 TCP、UDP、HTTP 与 HTTPS 网络协议(后面附面试话术)

引言

 

在当今数字化的时代，网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。而网络协议则是网络通信的基石，它们规定了数据在网络中传输的规则和方式。本文将详细介绍 TCP、UDP、HTTP 和 HTTPS 这几种常见的网络协议，帮助读者深入理解它们的特点、工作原理和应用场景。

TCP 协议

概述

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。它的主要目的是在不可靠的网络环境中提供可靠的数据传输服务。

工作原理

1. 三次握手：在建立 TCP 连接时，客户端和服务器需要进行三次握手。客户端向服务器发送 SYN 包，请求建立连接；服务器收到 SYN 包后，向客户端发送 SYN+ACK 包，表示同意建立连接；客户端收到 SYN+ACK 包后，向服务器发送 ACK 包，表示连接建立成功。
2. 数据传输：连接建立后，客户端和服务器可以进行数据传输。TCP 协议会对数据进行分段，并为每个分段分配一个序列号，以便接收方可以按顺序重组数据。同时，TCP 协议还会使用确认机制来确保数据的可靠传输。如果发送方在一定时间内没有收到接收方的确认信息，就会重新发送数据。
3. 四次挥手：在数据传输结束后，客户端和服务器需要进行四次挥手来关闭连接。客户端向服务器发送 FIN 包，表示请求关闭连接；服务器收到 FIN 包后，向客户端发送 ACK 包，表示同意关闭连接；服务器向客户端发送 FIN 包，表示请求关闭连接；客户端收到 FIN 包后，向服务器发送 ACK 包，表示同意关闭连接。

应用场景

由于 TCP 协议提供了可靠的数据传输服务，因此它适用于对数据传输可靠性要求较高的场景，如文件传输、电子邮件、网页浏览等。

UDP 协议

概述

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的、不可靠的传输层协议。它不保证数据的可靠传输，也不保证数据的顺序到达。

工作原理

UDP 协议的工作原理非常简单。发送方将数据封装成 UDP 数据报，并将其发送到目标地址。接收方收到 UDP 数据报后，将其解封装并处理。由于 UDP 协议不提供连接管理和确认机制，因此它的传输效率较高。

应用场景

由于 UDP 协议的传输效率较高，因此它适用于对实时性要求较高的场景，如音频、视频流传输、在线游戏等。在这些场景中，少量的数据丢失并不会对用户体验造成太大的影响。

HTTP 协议

概述

HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）是一种用于传输超文本的应用层协议。它是互联网上应用最为广泛的一种协议，主要用于在 Web 浏览器和 Web 服务器之间传输数据。

工作原理

HTTP 协议是一种无状态的协议，即服务器不会记住客户端的任何信息。每次客户端向服务器发送请求时，服务器都会独立处理该请求，而不会考虑之前的请求。HTTP 协议的工作流程如下：

1. 客户端发起请求：客户端通过浏览器向服务器发送 HTTP 请求，请求中包含请求方法（如 GET、POST 等）、请求头和请求体。
2. 服务器处理请求：服务器收到客户端的请求后，根据请求方法和请求头的信息，处理请求并生成响应。
3. 服务器返回响应：服务器将处理结果封装成 HTTP 响应，并发送给客户端。响应中包含响应状态码、响应头和响应体。
4. 客户端处理响应：客户端收到服务器的响应后，根据响应状态码和响应头的信息，处理响应并显示给用户。

应用场景

HTTP 协议主要用于 Web 应用程序，如网页浏览、在线购物、社交媒体等。它为用户提供了一种方便、快捷的方式来访问和交互互联网上的信息。

HTTPS 协议

概述

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure，超文本传输安全协议）是在 HTTP 协议的基础上加入了 SSL/TLS 协议，用于保证数据传输的安全性。它通过加密和身份验证机制，防止数据在传输过程中被窃取和篡改。

工作原理

HTTPS 协议的工作流程如下：

1. 客户端发起请求：客户端通过浏览器向服务器发送 HTTPS 请求，请求中包含客户端支持的 SSL/TLS 版本和加密算法等信息。
2. 服务器返回证书：服务器收到客户端的请求后，向客户端返回服务器的 SSL/TLS 证书。证书中包含服务器的公钥和身份信息。
3. 客户端验证证书：客户端收到服务器的证书后，验证证书的有效性。如果证书有效，客户端会生成一个会话密钥，并使用服务器的公钥对会话密钥进行加密。
4. 客户端发送会话密钥：客户端将加密后的会话密钥发送给服务器。
5. 服务器解密会话密钥：服务器收到客户端发送的加密会话密钥后，使用自己的私钥对其进行解密，得到会话密钥。
6. 数据传输：客户端和服务器使用会话密钥对数据进行加密和解密，从而保证数据传输的安全性。

应用场景

HTTPS 协议主要用于对数据安全性要求较高的场景，如网上银行、电子商务、在线支付等。它为用户提供了一种安全可靠的方式来进行敏感信息的传输。

总结

TCP、UDP、HTTP 和 HTTPS 是网络通信中非常重要的几种协议。TCP 协议提供了可靠的数据传输服务，适用于对数据传输可靠性要求较高的场景；UDP 协议传输效率较高，适用于对实时性要求较高的场景；HTTP 协议是一种无状态的应用层协议，主要用于 Web 应用程序；HTTPS 协议在 HTTP 协议的基础上加入了 SSL/TLS 协议，用于保证数据传输的安全性，适用于对数据安全性要求较高的场景。了解这些协议的特点和工作原理，有助于我们更好地理解网络通信的本质，开发出更加高效、安全的网络应用程序。

面试总结:

面试官: 给我说一下tcp和udp的区别? 以及http和https的区别吧?

(问这个问题,面试官就是想了解一下你是否了解网络相关知识)

回答: 你好面试官,关于tcp和udp 从4个方面说吧,

第一: 链接特性, tcp是面向链接需要三次握手建立链接,像打电话先拨号一样; 而udp是无连接 的, 就像发快递, 不用提前沟通直接发;

第二: tcp可靠, 有确认,重传,拥塞控制机制,保证了数据的完整有序; 而udp 不可靠,可能丢包乱序等;

第三: 传输效率tcp效率低, 因为建立链接和控制机制有开销, upd效率高,没有额外负担;

第四:应用场景, tcp对于可靠性要求搞到 场景,比如文件传输,邮件; upd用于实时性不高的场景,能容忍少量丢包, 比如视频通话和游戏等;

关于http和https也从4个方面说吧:

第一: 安全性: http明文传输, 容易被截获篡改; https 通过ssl/tls 加密和身份认证, 更安全,防止信息泄露;

第二: 端口: http默认80; https默认443;

第三:http无加密处理,性能高; https加密和解密有开销, 性能稍低,但差距咋缩小;

第四:http无需证书; https需要ssl/tls证书验证身份, 有CA机构颁发;

面试细节, 只要说个大概,能答出来2点以上, 基本就没问题,不用太纠结,也不要原文背诵.