第四章第三节 万维网
统一资源定位符URL
URL一般格式为：<协议>://<主机>:<端口>/<路径>。
超文本传送协议HTTP
HTTP协议基于TCP协议。HTTP协议的端口号为80。HTTP是无连接的、无状态的。
HTTP的操作过程
如下是一个建立HTTP请求到收到HTTP响应的过程示意图。
可以看到，整个从建立HTTP请求到收到HTTP响应所花的时间=2RTT+服务器处理时间。而HTTP1.0规定服务器发送完响应消息后，要主动执行断开操作，而HTML文档与图片被视为独立的对象，因此要获取一个有多个图片的网页的全部内容时就需要多次HTTP请求与释放，这使得获取数据的效率很低。于是，HTTP1.1采用持续连接，即服务器在发送响应后的一段时间仍然保持这条连接。
代理服务器
代理服务器可减轻网络上的负载。
HTTP报文结构
HTTP有两类报文：HTTP请求报文与HTTP响应报文。区别在于开始行不同。
HTTP请求报文中的一些方法如下。
HTTP请求报文中的一些首部字段如下。
HTTP响应报文中的一些首部字段如下。
实体中用到的一些字段如下。
状态码是一个3位数，分为5大类。
1XX表示通知信息；2XX表示成功；3XX表示重定向；4XX表示客户的差错；5XX表示服务器的差错。
当用户A浏览某个使用Cookie的网站时，网站的服务器为A产生一个唯一的识别码，并以此为索引在服务器后端数据库中产生一个项目。
接着在给A的响应报文中添加一个Set-cookie的首部行(如Set-cookie: 31d4d96e407aad42)；
当A收到响应后，其浏览器就在它管理的特定Cookie文件中添加一行，其中包括服务器的主机名及其给出的识别码；
当A继续浏览网站时，每发送一个HTTP请求报文，浏览器均会从Cookie文件中取出此网站的识别码，并放到HTTP请求报文的首部行(Cookie: 31d4d96e407aad42)。
于是，这个网站就能跟踪用户A在该网站的活动。
HTTPS
TLS握手
HTTPS相对于HTTP，在建立TCP连接后，还需要进行TLS握手来协商出加密的参数。TLS握手示意图如下。
(1)客户端向服务器发送Hello报文，其中包含客户端生成的随机数C、客户端的TLS版本号、支持的密码套件列表以及扩展列表。
(2)服务器回复ACK报文；服务器向客户端发送Hello报文(选择了用来协商密钥的非对称加密算法后，自己计算出一对公私钥)，其中包含服务器生成的随机数S、对TLS版本号的确认、选择使用的密码套件(非对称加密算法与对称加密算法)、本服务器的证书，公钥与私钥的签名。
(3)客户端回复ACK报文；然后验证证书与签名，确认无误后，自己计算出一对公私钥，并发送自己的公钥给服务器；客户端根据C、S与协商出来的密钥pre_master计算出主密钥master_secret，这将用来派生出对称加密密钥。同时，服务器按照相同的方式计算出主密钥master_secret。
(4)此时客户端与服务器都能知道所有派生出的密钥，注意双方对称加密的密钥是不同的，这主要是为了进一步提高安全性，但是双方都可以解密出对方加密的密文。
(5)客户端发送Change Cipher spec报文表明之后使用对称加密进行通信，并且发送对所有握手数据的摘要的加密密文(Finish报文)供服务器验证。
(6)服务器回复ACK报文；不等服务器向客户端发送Change Cipher spec报文与Finish报文，客户端就开始向服务器发送加密的HTTP请求报文，这就是False start。
(7)服务器回复ACK报文；服务器向客户端发送Change Cipher spec报文与Finish报文。
(8)客户端回复ACK报文；之后双方进入HTTP加密通信。
HTTPS优化
通常所说”HTTPS连接慢”就是指刚开始建立时相对于HTTP增加了TLS握手。而在对称加密通信过程中，对称加密算法的软硬件优化已经做得很好。对于HTTPS，有如下方面可以优化。
- HSTS重定向技术。启用HSTS后，保证浏览器始终连接到网站的HTTPS加密版本，省去301跳转的出现，缩短访问时间。
- TLS握手优化。使用ECDHE椭圆曲线密码套件，可以节约带宽与计算量，还能实现False start。
- 会话标识符复用。
- 服务器为每次会话生成并记录一个ID号，发送给客户端；
- 若客户端重新发起连接，则要向服务器发送此ID号；
- 服务器收到客户端发来的ID号，查找自己的会话记录，匹配ID后，双方就可以重新使用之前协商好的密钥进行加密通信；
- 开启OSCP装订。服务器主动获取OSCP查询结果与证书一起发送给客户端，客户端可直接验证证书，省去浏览器的在线验证过程；
- 完全前向加密。采用ECDHE算法，每次握手都会生成一对临时的公私钥，每次通信的密钥对均不同，即使之前的密钥被泄露，目前进行的加密通信也是安全的。
参考链接