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互联网的关键技术就是TCP/IP协议。两台计算机之间的通信是通过TCP/IP协议在因特网上进行的。实际上这个是两个协议：
引自维基百科TCP/IP协议族是一个网络通信模型，以及一整个网络传输协议家族，为互联网的基础通信架构。该协议家族的两个核心协议：TCP（传输控制协议）和IP（网际协议），为该家族中最早通过的标准。这个协议族由互联网工程任务组负责维护。
TCP确保数据包以正确的次序到达，并且尝试确认数据包的内容没有改变。TCP在IP地址之上引端口（port），它允许计算机通过网络提供各种服务。一些端口号为不同的服务保留，而且这些端口号是众所周知。
服务或者守护进程：在提供服务的机器上，有程序监听特定端口上的通信流。例如大多数电子邮件通信流出现在端口25上，用于wwww的HTTP通信流出现在80端口上。
当应用程序希望通过TCP与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工(full-duplex)的通信，占用两个计算机之间整个的通信线路。TCP用于从应用程序到网络的数据传输控制。TCP负责在数据传送之前将它们分割为IP包，然后在它们到达的时候将它们重组。
TCP/IP就是TCP和IP两个协议在一起协同工作，有上下层次的关系。
TCP 负责应用软件（比如你的浏览器）和网络软件之间的通信。IP负责计算机之间的通信。TCP负责将数据分割并装入IP包，IP负责将包发送至接受者，传输过程要经IP路由器负责根据通信量、网络中的错误或者其他参数来进行正确地寻址，然后在它们到达的时候重新组合它们。
IP协议是计算机用来相互识别的通信的一种机制，每台计算机都有一个IP.用来在internet上标识这台计算机。IP负责在因特网上发送和接收数据包。通过IP，消息（或者其他数据）被分割为小的独立的包，并通过因特网在计算机之间传送。IP负责将每个包路由至它的目的地。
IP协议仅仅是允许计算机相互发消息，但它并不检查消息是否以发送的次序到达而且没有损坏（只检查关键的头数据）。为了提供消息检验功能，直接在IP协议上设计了传输控制协议TCP。
引自维基百科HTTP:超文本传输协议（英文：HyperText Transfer Protocol，缩写：HTTP）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP是万维网的数据通信的基础。
设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。通过HTTP或者HTTPS协议请求的资源由统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers，URI）来标识。
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。
HTTP由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型（B/S）。HTTP协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应。见下图:
HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后服务器返回响应(response)，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息.HTTP遵循请求(Request)/应答(Response)模型。客户机（浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构造成一套请求和应答。
一次HTTP操作称为一个事务，其工作整个过程如下：
如用客户端浏览器请求这个页面：localhost.com:8080/index.html
从中分解出协议名、主机名、端口、对象路径等部分，对于我们的这个地址，解析得到的结果如下：
1 | 协议名：http |
在这一步，需要域名系统DNS解析域名localhost.com，得主机的IP地址。
把以上部分结合本机自己的信息，封装成一个HTTP请求数据包
在HTTP工作开始之前，客户机（Web浏览器）首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过TCP来完成的，该协议与IP协议共同构建Internet，即著名的TCP/IP协议族，因此Internet又被称作是TCP/IP网络。HTTP是比TCP更高层次的应用层协议，根据规则，只有低层协议建立之后才能，才能进行更层协议的连接，因此，首先要建立TCP连接，一般TCP连接的端口号是80。这里是8080端口。
建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可内容。
服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。
实体消息是服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据
一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码
1 | Connection:keep-alive |
TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。
HTTP1.0的报文有两种类型：请求和响应。其报文格式分别为：
请求报文格式
1 | 请求方法 URL HTTP/版本号 |
例如：
1 | GET http://m.baidu.com/ HTTP/1.1 |
响应报文格式
1 | HTTP/版本号 返回码 返回码描述 |
例如：
1 | HTTP/1.1 200 OK |
使用HTTP协议访问资源是通过URL（Uniform Resource Locator）统一资源定位符来实现的。URL的格式如下：
1 | scheme://host:port/path?query |
1 | GET: 获取URL指定的资源； |
HTTP首部字段由字段名和字段值组成，中间以”:”分隔，如Content-Type: text/html。其中，同一个字段名可对应多个字段值。
HTTP的报文字段分为5种：
请求报文字段：
1 | Accept：客户端能够处理的媒体类型。如text/html, 表示客户端让服务器返回html类型的数据，如果没有，返回text |
应答报文字段：
1 | 表示不能处理。 |
实体首部字段：
1 | Allow：通知客户端，服务器所支持的请求方法。但服务器收到不支持的请求方法时，会以405（Method Not Allowed） |
通用报文字段，即可在HTTP请求中使用，也可在HTTP应答中使用的报文字段：
1 | Cache-Control：控制缓存行为； |
其他报文字段
这些字段不是HTTP协议中定义的，但被广泛应用于HTTP请求中。
Set-Cookie的字段属性：
1 | NAME=VALUE：赋予Cookie的名称和值； |
| 状态码 | 类别 | 描述 |
|---|---|---|
| 1xx | Informational(信息性状态码) | 请求正在被处理 |
| 2xx | Success(成功状态码) | 请求处理成功 |
| 3xx | Redirection(重定向状态码) | 需要进行重定向 |
| 4xx | Client Error(客户端状态码) | 服务器无法处理请求 |
| 5xx | Server Error(服务端状态码) | 服务器处理请求时出错 |
常见应答状态码：
了解应答状态码的含义，有助于我们在开发过程中定位问题，比如出现4xx, 我们首先需要检查的是请求是否有问题，而出现5xx时，则应让服务端做相应的检查工作。
以上是HTTP的缺点，这在网络通信中对企业安全是很致命的问题。那HTTPS能解决这些问题吗？下面讲讲HTTPS。
HTTP+加密+认证+完整性保护 = HTTPS
引自维基百科HTTPS：超文本传输安全协议（英语：Hypertext Transfer Protocol Secure，缩写：HTTPS，常称为HTTP over TLS，HTTP over SSL或HTTP Secure）是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS经由HTTP进行通信，但利用SSL/TLS来加密数据包。HTTPS开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。这个协议由网景公司（Netscape）在1994年首次提出，随后扩展到互联网上。历史上，HTTPS连接经常用于万维网上的交易支付和企业信息系统中敏感信息的传输。在2000年代晚期和2010年代早期，HTTPS开始广泛使用于保护所有类型网站上的网页真实性，保护账户和保持用户通信，身份和网络浏览的私密性。
HTTP协议采用明文传输信息，存在信息窃听、信息篡改和信息劫持的风险，而协议TLS/SSL具有身份验证、信息加密和完整性校验的功能，可以避免此类问题发生。
TLS/SSL全称安全传输层协议Transport Layer Security，是介于TCP和HTTP之间的一层安全协议，不影响原有的TCP协议和HTTP协议，所以使用HTTPS基本上不需要对HTTP页面进行太多的改造。
HTTPS是在HTTP上建立SSL加密层，并对传输数据进行加密，是HTTP协议的安全版。HTTPS主要作用是：
可以看到HTTPS比HTTP多了一层TLS/SSL协议，这个协议是干嘛的，有什么作用呢？ 下面讲解TLS/SSL工作原理。
HTTPS协议的主要功能基本都依赖于TLS/SSL协议，TLS/SSL的功能实现主要依赖于三类基本算法：散列函数Hash、对称加密和非对称加密，其利用非对称加密实现身份认证和密钥协商，对称加密算法采用协商的密钥对数据加密，基于散列函数验证信息的完整性。
常见的有 MD5、SHA1、SHA256，该类函数特点是函数单向不可逆、对输入非常敏感、输出长度固定，针对数据的任何修改都会改变散列函数的结果，用于防止信息篡改并验证数据的完整性；在信息传输过程中，散列函数不能单独实现信息防篡改，因为明文传输，中间人可以修改信息之后重新计算信息摘要，因此需要对传输的信息以及信息摘要进行加密。
常见的有AES-CBC、DES、3DES、AES-GCM等，相同的密钥可以用于信息的加密和解密，掌握密钥才能获取信息，能够防止信息窃听，通信方式是1对1;对称加密的优势是信息传输1对1，需要共享相同的密码，密码的安全是保证信息安全的基础，服务器和N个客户端通信，需要维持 N 个密码记录，且缺少修改密码的机制;
即常见的 RSA 算法，还包括ECC、DH等算法，算法特点是，密钥成对出现，一般称为公钥(公开)和私钥(保密)，公钥加密的信息只能私钥解开，私钥加密的信息只能公钥解开。因此掌握公钥的不同客户端之间不能互相解密信息，只能和掌握私钥的服务器进行加密通信，服务器可以实现1对多的通信，客户端也可以用来验证掌握私钥的服务器身份。非对称加密的特点是信息传输1对多，服务器只需要维持一个私钥就能够和多个客户端进行加密通信，但服务器发出的信息能够被所有的客户端解密，且该算法的计算复杂，加密速度慢。
结合三类算法的特点，TLS的基本工作方式是，客户端使用非对称加密与服务器进行通信，实现身份验证并协商对称加密使用的密钥， 然后对称加密算法采用协商密钥对信息以及信息摘要进行加密通信，不同的节点之间采用的对称密钥不同，从而可以保证信息只能通信双方获取。
身份验证和密钥协商是TLS的基础功能，要求的前提是合法的服务器掌握着对应的私钥。但RSA算法无法确保服务器身份的合法性，因为公钥并不包含服务器的信息，存在安全隐患:
因此该方案下至少存在两类问题：中间人攻击和信息抵赖。
解决上述身份验证问题的关键是确保获取的公钥途径是合法的，能够验证服务器的身份信息，为此需要引入权威的第三方机构CA(如沃通CA)。CA 负责核实公钥的拥有者的信息，并颁发认证”证书”，同时能够为使用者提供证书验证服务，即PKI体系(PKI基础知识)。
基本的原理为，CA负责审核信息，然后对关键信息利用私钥进行”签名”，公开对应的公钥，客户端可以利用公钥验证签名。CA也可以吊销已经签发的证书，基本的方式包括两类CRL文件和OCSP。CA使用具体的流程如下：
在这个过程注意几点：
如 CA根证书和服务器证书中间增加一级证书机构，即中间证书，证书的产生和验证原理不变，只是增加一层验证，只要最后能够被任何信任的CA根证书验证合法即可。
服务器证书、中间证书与根证书在一起组合成一条合法的证书链，证书链的验证是自下而上的信任传递的过程。 二级证书结构存在的优势：
证书链有以下特点：
CA 机构能够签发证书，同样也存在机制宣布以往签发的证书无效。证书使用者不合法，CA需要废弃该证书;或者私钥丢失，使用者申请让证书无效。主要存在两类机制：CRL 与 OCSP。
Certificate Revocation List, 证书吊销列表(什么是证书吊销列表(CRL)？吊销列表起什么作用)，一个单独的文件。该文件包含了 CA 已经吊销的证书序列号(唯一)与吊销日期，同时该文件包含生效日期并通知下次更新该文件的时间，当然该文件必然包含 CA 私钥的签名以验证文件的合法性。
证书中一般会包含一个 URL 地址 CRL Distribution Point，通知使用者去哪里下载对应的 CRL 以校验证书是否吊销。该吊销方式的优点是不需要频繁更新，但是不能及时吊销证书，因为 CRL 更新时间一般是几天，这期间可能已经造成了极大损失。
Online Certificate Status Protocol,证书状态在线查询协议，一个实时查询证书是否吊销的方式。请求者发送证书的信息并请求查询，服务器返回正常、吊销或未知中的任何一个状态。证书中一般也会包含一个 OCSP 的 URL 地址，要求查询服务器具有良好的性能。部分 CA 或大部分的自签 CA (根证书)都是未提供 CRL 或 OCSP 地址的，对于吊销证书会是一件非常麻烦的事情。
前文讨论了HTTPS原理与优势：身份验证、信息加密与完整性校验等，且未对TCP和HTTP协议做任何修改。但通过增加新协议以实现更安全的通信必然需要付出代价，HTTPS协议的性能损耗主要体现如下：
分析前面的握手过程，一次完整的握手至少需要两端依次来回两次通信，至少增加延时2*RTT，利用会话缓存从而复用连接，延时也至少1*RTT
除数据传输之外，HTTPS通信主要包括对对称加解密、非对称加解密(服务器主要采用私钥解密数据);压测 TS8 机型的单核 CPU：对称加密算法AES-CBC-256 吞吐量 600Mbps，非对称 RSA 私钥解密200次/s。不考虑其它软件层面的开销，10G 网卡为对称加密需要消耗 CPU 约17核，24核CPU最多接入 HTTPS 连接 4800;静态节点当前10G 网卡的 TS8 机型的 HTTP 单机接入能力约为10w/s，如果将所有的HTTP连接变为HTTPS连接，则明显RSA的解密最先成为瓶颈。因此，RSA的解密能力是当前困扰HTTPS接入的主要难题。
HTTPS 增加的延时主要是传输延时 RTT，RTT 的特点是节点越近延时越小，CDN 天然离用户最近，因此选择使用 CDN 作为 HTTPS 接入的入口，将能够极大减少接入延时。CDN 节点通过和业务服务器维持长连接、会话复用和链路质量优化等可控方法，极大减少 HTTPS 带来的延时。
虽然前文提到 HTTPS 即使采用会话缓存也要至少1*RTT的延时，但是至少延时已经减少为原来的一半，明显的延时优化;同时，基于会话缓存建立的 HTTPS 连接不需要服务器使用RSA私钥解密获取 Pre-master 信息，可以省去CPU 的消耗。如果业务访问连接集中，缓存命中率高，则HTTPS的接入能力讲明显提升。当前TRP平台的缓存命中率高峰时期大于30%，10k/s的接入资源实际可以承载13k/的接入，收效非常可观。
为接入服务器安装专用的SSL硬件加速卡，作用类似 GPU，释放 CPU，能够具有更高的 HTTPS 接入能力且不影响业务程序的。测试某硬件加速卡单卡可以提供35k的解密能力，相当于175核 CPU，至少相当于7台24核的服务器，考虑到接入服务器其它程序的开销，一张硬件卡可以实现接近10台服务器的接入能力。
本地接入消耗过多的 CPU 资源，浪费了网卡和硬盘等资源，考虑将最消耗 CPU 资源的RSA解密计算任务转移到其它服务器，如此则可以充分发挥服务器的接入能力，充分利用带宽与网卡资源。远程解密服务器可以选择 CPU 负载较低的机器充当，实现机器资源复用，也可以是专门优化的高计算性能的服务器。当前也是 CDN 用于大规模HTTPS接入的解决方案之一。
前面的方法分别从减少传输延时和单机负载的方法提高 HTTPS 接入性能，但是方法都基于不改变 HTTP 协议的基础上提出的优化方法，SPDY/HTTP2 利用 TLS/SSL 带来的优势，通过修改协议的方法来提升 HTTPS 的性能，提高下载速度等。
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