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标题: 我们来聊聊HTTPS和SSL/TLS协议！ [打印本页]

作者: sjwb1225 时间: 2015-5-5 16:18
标题: 我们来聊聊HTTPS和SSL/TLS协议！
　　要说清楚 HTTPS 协议的实现原理，至少需要如下几个背景知识。
　　1. 大致了解几个基本术语(HTTPS、SSL、TLS)的含义
　　2. 大致了解 HTTP 和 TCP 的关系(尤其是“短连接”VS“长连接”)
　　3. 大致了解加密算法的概念(尤其是“对称加密与非对称加密”的区别)
　　考虑到很多技术菜鸟可能不了解上述背景，俺先用最简短的文字描述一下。如果你自认为不是菜鸟，请略过本章节，直接去看“HTTPS 协议的需求”。
　　先澄清几个术语——HTTPS、SSL、TLS
　　1. “HTTP”是干嘛用滴?
　　首先，HTTP 是一个网络协议，是专门用来帮你传输 Web 内容滴。关于这个协议，就算你不了解，至少也听说过吧?比如你访问俺的博客的主页，浏览器地址栏会出现如下的网址
　　俺加了粗体的部分就是指 HTTP 协议。大部分网站都是通过 HTTP 协议来传输 Web 页面、以及 Web 页面上包含的各种东东(图片、CSS 样式、JS 脚本)。zgnpxw.com
　　2. “SSL/TLS”是干嘛用滴?
　　SSL 是洋文“Secure Sockets Layer”的缩写，中文叫做“安全套接层”。它是在上世纪90年代中期，由网景公司设计的。(顺便插一句，网景公司不光发明了 SSL，还发明了很多 Web 的基础设施——比如“CSS 样式表”和“JS 脚本”)
　　为啥要发明 SSL 这个协议捏?因为原先互联网上使用的 HTTP 协议是明文的，存在很多缺点——比如传输内容会被偷窥(嗅探)和篡改。发明 SSL 协议，就是为了解决这些问题。
　　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。
　　3. “HTTPS”是啥意思?
　　解释完 HTTP 和 SSL/TLS，现在就可以来解释 HTTPS 啦。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)。
　　再来说说 HTTP 协议的特点
　　作为背景知识介绍，还需要再稍微谈一下 HTTP 协议本身的特点。HTTP 本身有很多特点，考虑到篇幅有限，俺只谈那些和 HTTPS 相关的特点。
　　1. HTTP 的版本和历史
　　如今咱们用的 HTTP 协议，版本号是 1.1(也就是 HTTP 1.1)。这个 1.1 版本是1995年底开始起草的(技术文档是 RFC2068)，并在1999年正式发布(技术文档是 RFC2616)。
　　在 1.1 之前，还有曾经出现过两个版本“0.9 和 1.0”，其中的 HTTP 0.9 【没有】被广泛使用，而 HTTP 1.0 被广泛使用过。
　　另外，据说明年(2015)IETF 就要发布 HTTP 2.0 的标准了。俺拭目以待。
　　2. HTTP 和 TCP 之间的关系
　　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。关于它的具体细节，俺就不展开了(否则篇幅又失控了)。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)。
　　3. HTTP 协议如何使用 TCP 连接?
　　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。sezyy.com
　　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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