前言

就业期间闲来无事，看了本《网络是怎么连贯的》与两本HTTP相干的专栏。

一方面补充专业知识，另一方面也是为了跳槽面试做筹备。

防止看了即忘，就画了一张XMind图：

值得深刻的问题太多了，今儿就先来讲讲： Web中的几种“握手”

1. 不止一种握手

在晚期的网络传输中，也就存在TCP协定须要“握手”的过程，但晚期的协定有一个缺点：通信只能由客户端发动，做不到服务器被动向客户端推送信息。

于是WebSocket 协定在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都曾经反对了。

而随着SSL/TLS的欠缺，存在已久的平安版网络协议：HTTPS也是爆发式倒退。

最初前端畛域的协定握手便成了三分天下：

  1. TCP三次握手，归HTTP。
  2. TLS握手，归HTTPS
  3. WebSocket握手，基于TCP协定，都能用。

2. TCP三次握手的终极意义

在我之前的文章：[《「真香正告」重学 TCP/IP 协定 与三次握手
》](https://juejin.im/post/5ca95e...

也具体的讲述过TCP三次握手，但那时我未明确意识到其深刻含义。

就和大家一样，只在面试前会记得，过后即忘。

直到我看到《网络是怎么连贯的》中的一段话：

**在理论的通信中，序号并不是从 1 开始的，而是须要用随机数计算出一个初始值，这是因为
如果序号都从 1 开始，通信过程就会非常容易预测，有人会利用这一点来动员攻打。<br/><br/>然而如果初始值是随机的，那么对方就搞不清楚序号到底是从
多少开始计算的，因而须要在开始收发数据之前将初始值告知通信对象。**

你品，你细品。三次握手不就是互相试探暗号，来确定是不是对的人吗？

2.1 常识补充：一个网络包的最大长度

计算每个网络包能包容的数据长度，协定栈会依据一个叫作 MTU的参数来进行判断。

MTU示意一个网络包的最大长度，在以太网中个别是1500字节

MTU是蕴含头部的总长度，因而须要从MTU减去头部的长度，而后失去的长度就是一个网络包中所能包容的最大数据长度，这一长度叫作MSS。

由上两图可知，MSS值是1460（1500-40）字节，其中：

  1. TCP固定头部20字节。
  2. IP固定头部20字节。
  3. TCP头部最长能够达到60字节。

3. TLS握手：HTTPS的外围

HTTPS 其实是一个“非常简单”的协定，RFC 文档很小，只有短短的 7 页，外面规定了新的协定名“https”，默认端口号 443，至于其余的什么申请 - 应答模式、报文构造、申请办法、URI、头字段、连贯治理等等都齐全沿用 HTTP，没有任何新的货色。---- 《透视HTTP协定》

感兴趣的能够到这里看看：链接：https://tools.ietf.org/html/r...

3.1 TLS/SSL到底是啥？

很多人看到TLS/SSL这对词就开始蒙圈了。实际上，这两个货色是一个玩意儿：

1999 年改名：SSL 3 === TLS 1.0

目前使用最宽泛的是TLS 1.2:

TLS 由记录协定、握手协定、正告协定、变更明码标准协定、扩大协定等几个子协定组成，综合应用了对称加密、非对称加密、身份认证等许多密码学前沿技术。

因为TLS/SSL 协定位于应用层和传输层 TCP 协定之间。TLS 粗略的划分又能够分为 2 层：

  1. 凑近应用层的握手协定 TLS Handshaking Protocols
  2. 凑近 TCP 的记录层协定 TLS Record Protocol

这个篇幅开展来写就太多了，咱们先关怀下TLS握手吧。

3.2 TLS握手详解

TLS握手何时产生？：

  1. 每当用户通过HTTPS导航到网站并且浏览器首先开始查问网站的原始服务器时，就会进行TLS握手。
  2. 每当其余任何通信应用HTTPS（包含API调用和HTTPS查问上的DNS）时，也会产生TLS握手。
  3. 通过TCP握手关上TCP连贯后，会产生TLS 握手。

TLS握手期间会产生什么？

在TLS握手过程中，客户端和服务器将独特执行以下操作：

  • 指定将应用的TLS版本（TLS 1.0、1.2、1.3等）
  • 确定将应用哪些加密套件。
  • 通过服务器的公钥和SSL证书颁发机构的数字签名来验证服务器的身份
  • 握手实现后，生成会话密钥以应用对称加密

加密套件决定握手形式：：

摘自：《HTTPS篇之SSL握手过程详解》
在TLS中有两种次要的握手类型：一种基于RSA，一种基于Diffie-Hellman。 这两种握手类型的次要区别在于主秘钥替换和认证上。
秘钥替换身份验证
RSA握手RSARSA
DH握手DHRSA/DSA

支流的握手类型，根本都是基于RSA，所以以下解说都基于 RSA版握手。

整个流程如下图所示：

具体流程形容：

  1. 客户端hello：客户端通过向服务器发送“问候”音讯来发动握手。该音讯将包含客户端反对的TLS版本，反对的加密套件以及称为“客户端随机”的随机字节字符串。
  2. 服务器hello：为回复客户端hello音讯，服务器发送一条音讯，其中蕴含服务器的SSL证书，服务器抉择的加密套件和“服务器随机数”，即服务器生成的另一个随机字节串。
  3. 客户端发送公钥加密的预主密钥。

  4. 服务器用本人的私钥解密加密的预主密钥。

    • 客户端finished：客户端发送“实现”音讯，该音讯已用会话密钥加密。
    • 服务器finished：服务器发送一条用会话密钥加密的“实现”音讯。
  5. 握手实现，后续通过主密钥加解密。

只有加密套件，解说的话须要有抓包根底。改天，改天我肯定讲。。。

4. WebSocket握手

WebSocket协定实现起来绝对简略。它应用HTTP协定进行初始握手。胜利握手之后，就建设了连贯，WebSocket基本上应用原始TCP读取/写入数据。

《图解HTTP》一书中的图讲的比较清楚：

具体步骤体现是：

  1. 客户端申请：
  GET /chat HTTP/1.1     Host: server.example.com     Upgrade: websocket     Connection: Upgrade     Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==     Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat     Sec-WebSocket-Version: 13     Origin: http://example.com
  1. 服务端响应：
    HTTP/1.1 101 Switching Protocols     Upgrade: websocket     Connection: Upgrade     Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=     Sec-WebSocket-Protocol: chat

4.1 Websocket全双工通信

Websocket协定解决了服务器与客户端全双工通信的问题。

那什么是单工、半双工、全双工通信？

类型能力
单工信息单向传送
半双工信息能双向传送，但不能同时双向传送
全双工信息可能同时双向传送

4.2 Websocket和Socket区别

能够把WebSocket设想成HTTP应用层)，HTTP和Socket什么关系，WebSocket和Socket就是什么关系。

1. WebSocket与HTTP的关系

相同点

  1. 都是一样基于TCP的，都是可靠性传输协定。
  2. 都是应用层协定。

不同点

  1. WebSocket是双向通信协定，模仿Socket协定，能够双向发送或承受信息。HTTP是单向的。
  2. WebSocket是须要握手进行建设连贯的。

2. Socket是什么？

Socket是应用层与TCP/IP协定族通信的两头软件形象层，它是一组接口。

在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把简单的TCP/IP协定族暗藏在Socket接口前面，对用户来说，一组简略的接口就是全副，让Socket去组织数据，以合乎指定的协定。

4.1 扩大常识：Socket.IO的七层降级

在Golang、Java Spring等框架中，websocket都有一套实现API。

Socket.IO 由两局部组成：

  1. 一个服务端用于集成 (或挂载) 到 Node.JS HTTP 服务器： socket.io
  2. 一个加载到浏览器中的客户端： socket.io-client

很多人认为Socket.IO只是WebSocket和XHR长轮询。

实际上，Socket.io有很多传输机制:

1. WebSockets 2. FlashSocket 3. XHR长轮询4. XHR局部流：multipart/form-data5. XHR轮询6. JSONP轮询7. iframe

得益于这么多种传输机制，Socket.io兼容性齐全不必放心。

5. 扩大：HTTPS 与HTTP 外围区别

下面讲到 Socket是什么？，有一点我忘了讲：

HTTPS 与HTTP 外围区别在于两点：

  1. 把 HTTP 上层的传输协定由 TCP/IP 换成了 SSL/TLS
  2. 收发报文不再应用 Socket API，而是调用专门的平安接口。

具体区别：

  1. HTTPS协定须要到CA申请证书，个别收费证书很少，须要交费。
  2. HTTP是超文本传输协定，信息是明文传输，HTTPS 则是具备安全性的ssl加密传输协定。
  3. HTTP和https应用的是齐全不同的连贯形式，用的端口也不一样,前者是80,后者是443。
  4. HTTP的连贯很简略,是无状态的。HTTPS协定是由SSL+HTTP协定构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协定平安。

后记及援用

本篇援用了大量材料和专栏：

1.《HTTPS篇之SSL握手过程详解》
<br/>
2.[《网络是怎么连贯的》--户根勤]()
<br/>
3.[《图解HTTP》--上野宣 ]()
<br/>
4.[《透视HTTP协定》--罗剑峰]()
<br/>
5.《What Happens in a TLS Handshake?》
<br/>

  1. 《How to Use Websockets in Golang: Best Tools and Step-by-Step Guide》

在我的脑图中，总结概括了8种HTTP外围问题。

作为一个转行的前端，了解这些HTTP的过程既苦楚又乏味。想要脑图的能够扫码加我，或公众号回复：HTTP

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