前言

本系列文章参考自

《小林coding》
《计算机网络自顶向下方法》

一、HTTP的特点

1. HTTP（1.1）的优点

HTTP最显著的特点是：简单、灵活和易于扩展、应用广泛和跨平台。

1. 简单
   HTTP 基本的报文格式就是 header + body，头部信息也是 key-value 简单文本的形式，易于理解，降低了学习和使用的门槛。

2. 灵活和易于扩展
   HTTP协议里的各类请求方法、URI/URL、状态码、头字段等每个组成要求都没有被固定死，都允许开发人员自定义和扩充。

   同时 HTTP 由于是工作在应用层（ OSI 第七层），则它下层可以随意变化。

   HTTPS 也就是在 HTTP 与 TCP 层之间增加了 SSL/TLS 安全传输层，HTTP/3 甚至把 TCP 层换成了基于 UDP 的 QUIC。

3. 应用广泛和跨平台
   互联网发展至今，HTTP 的应用范围非常的广泛，从台式机的浏览器到手机上的各种 APP，从看新闻、刷贴吧到购物、理财、吃鸡，HTTP 的应用遍地开花，同时天然具有跨平台的优越性。

2. HTTP（1.1）的缺点

HTTP 协议里有优缺点一体的双刃剑，分别是【无状态、明文传输】，同时还有一大缺点【不安全】 。

1. 无状态
   无状态的好处，因为服务器不会去记忆 HTTP 的状态，所以不需要额外的资源来记录状态信息，这能减轻服务器的负担，能够把更多的 CPU 和内存用来对外提供服务。

   无状态的坏处，既然服务器没有记忆能力，它在完成有关联性的操作时会非常麻烦。例如登录->添加购物车->下单->结算->支付，这系列操作都要知道用户的身份才行。但服务器不知道这些请求是有关联的，每次都要问一遍身份信息。

无状态的解决方案有很多，其中比较简单的就有Cookie技术。
简单来讲就是客户端第一次向服务器发送请求后，服务器会响应中带有Cookie标记，后续客户端再访问服务器时，带着Cookie标记，服务器就认得了。

2. 明文传输
   明文意味着在传输过程中的信息，是可方便阅读的，通过浏览器的 F12 控制台或 Wireshark 抓包都可以直接肉眼查看，为我们调试工作带了极大的便利性。

但是这正是这样，HTTP 的所有信息都暴露在了光天化日下，相当于信息裸奔。在传输的漫长的过程中，信息的内容都毫无隐私可言，很容易就能被窃取。

3. 不安全
   通信使用明文（不加密），内容可能会被窃听。比如，账号信息容易泄漏，那你号没了。
   不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装。比如，访问假的淘宝、拼多多，那你钱没了。
   无法证明报文的完整性，所以有可能已遭篡改。比如，网页上植入垃圾广告，视觉污染，眼没了。

【HTTP 的安全问题，可以用 HTTPS 的方式解决，也就是通过引入 SSL/TLS 层，使得在安全上达到了极致。】

3. HTTP/1.1的性能

HTTP 协议是基于 TCP/IP，并且使用了【请求 - 应答】的通信模式，所以性能的关键就在这两点里。

3.1. 长连接

HTTP/1.0 性能上的一个很大的问题，那就是每发起一个请求，都要新建一次 TCP 连接（三次握手），而且是串行请求，做了无谓的 TCP 连接建立和断开，增加了通信开销。

为了解决上述 TCP 连接问题，HTTP/1.1 提出了长连接的通信方式，也叫持久连接。这种方式的好处在于减少了 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。

持久连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。

当然，如果某个 HTTP 长连接超过一定时间没有任何数据交互，服务端就会主动断开这个连接。

3.2. 管道网络传输

HTTP/1.1 采用了长连接的方式，这使得管道（pipeline）网络传输成为了可能。

即可在同一个 TCP 连接里面，客户端可以发起多个请求，只要第一个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第二个请求出去，可以减少整体的响应时间。

例如：客户端需要请求两个资源。以前的做法是，在同一个 TCP 连接里面，先发送 A 请求，然后等待服务器做出回应，收到后再发出 B 请求。那么，管道机制则是允许浏览器同时发出 A 请求和 B 请求。

但是服务器必须按照接收请求的顺序发送对这些管道化请求的响应。
如果服务端在处理 A 请求时耗时比较长，那么后续的请求的处理都会被阻塞住，这称为【队头堵塞】。
所以，HTTP/1.1 管道解决了请求的队头阻塞，但是没有解决响应的队头阻塞。

3.3. 队头阻塞

当顺序发送的请求序列中的一个请求因为某种原因被阻塞时，在后面排队的所有请求也一同被阻塞了，会招致客户端一直请求不到数据，这也就是【队头阻塞】，好比上班的路上塞车。

二、HTTP和HTTPS

1. HTTP和HTTPS的区别

1. HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，存在安全风险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷，在 TCP 和 HTTP 网络层之间加入了 SSL/TLS 安全协议，使得报文能够加密传输。
2. HTTP 连接建立相对简单， TCP 三次握手之后便可进行 HTTP 的报文传输。而 HTTPS 在 TCP 三次握手之后，还需进行 SSL/TLS 的握手过程，才可进入加密报文传输。
3. HTTP 的端口号是 80，HTTPS 的端口号是 443。
4. HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。

2. HTTPS解决了HTTP哪些问题

上面说到：HTTP 由于是明文传输，所以安全上存在以下三个风险：

1. 窃听风险，比如通信链路上可以获取通信内容，用户号容易没。
2. 篡改风险，比如强制植入垃圾广告，视觉污染，用户眼容易瞎。
3. 冒充风险，比如冒充淘宝网站，用户钱容易没。

HTTPS 在 HTTP 与 TCP 层之间加入了 SSL/TLS 协议，可以很好的解决了上述的风险：

1. 信息加密：交互信息无法被窃取，但你的号会因为「自身忘记」账号而没。
2. 校验机制：无法篡改通信内容，篡改了就不能正常显示，但百度「竞价排名」依然可以搜索垃圾广告。
3. 身份证书：证明淘宝是真的淘宝网。

2.1如何解决风险

1. 混合加密的方式实现信息的机密性，解决了窃听的风险。
2. 摘要算法的方式来实现完整性，解决了篡改的风险。
3. 将服务器公钥放入到数字证书中，解决了冒充的风险。

1.混合加密
HTTPS 采用的是对称加密和非对称加密结合的混合加密方式：

在通信建立前采用非对称加密的方式交换【会话秘钥】，后续就不再使用非对称加密。
在通信过程中全部使用对称加密的【会话秘钥】的方式加密明文数据。

采用「混合加密」的方式的原因：

对称加密只使用一个密钥，运算速度快，密钥必须保密，无法做到安全的密钥交换。

非对称加密使用两个密钥：公钥和私钥，公钥可以任意分发而私钥保密，解决了密钥交换问题但速度慢。

2.摘要算法

客户端在发送明文之前会通过摘要算法算出明文的【指纹】，发送的时候把【指纹 + 明文】一同加密成密文后，发送给服务器，服务器解密后，用相同的摘要算法算出发送过来的明文，通过比较客户端携带的【指纹】和当前算出的【指纹】做比较，若【指纹】相同，说明数据是完整的。

3.数字认证

客户端先向服务器端索要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用自己的私钥解密。

那么如何保证公钥不被篡改和信任度？

这里就需要借助第三方权威机构 CA （数字证书认证机构），将服务器公钥放在数字证书（由数字证书认证机构颁发）中，只要证书是可信的，公钥就是可信的。