简述http/https、tcp/ip、SSL/TLS介绍

HTTP/HTTPS、TCP 和IP 之间的差异主要反映了它们的操作级别、功能特征以及在网络通信中的作用。

一. 作用层次：

HTTP/HTTPS：HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）和HTTPS（HTTP Secure，安全超文本传输协议）都是应用层协议。 HTTP 主要用于在Web 浏览器和服务器之间传输超文本数据，例如网页内容。 HTTPS 是HTTP 的安全版本，通过SSL/TLS 加密技术提供安全通信。 TCP：TCP（传输控制协议）是一种传输层协议，负责在网络中的计算机之间提供可靠的、面向连接的、基于字节流的通信服务。 IP：IP（Internet Protocol）是一种网络层协议，负责将数据包（数据包）从源主机传输到目的主机。 IP协议负责数据路由和无连接传输。

二、功能特点：

HTTP/HTTPS：

HTTP 协议是无状态的。即服务器端不存储客户端之前的请求信息。

HTTP 协议使用请求/响应模型，其中客户端向服务器发送请求，服务器处理请求并返回响应。

HTTPS在HTTP的基础上增加了SSL/TLS加密技术，使数据传输更加安全。 TCP：

TCP协议是面向连接的，要求在通信前建立连接，在通信完成后关闭连接。

TCP协议提供可靠的传输服务，通过确认和重传机制保证数据的准确、完整、连续传输。

TCP协议提供流量控制和拥塞控制机制，以避免网络拥塞和数据丢失。 IP:

IP协议是无连接的，这意味着每个数据包都是独立发送的并且不建立永久连接。

IP协议提供数据包路由和转发功能，使得数据包能够通过IP地址进行传输。

IP协议不提供可靠的数据传输服务，它只负责将数据包从源主机传输到目标主机，并不保证数据的完整性或顺序。

三、角色和关系：

HTTP/HTTPS协议依赖于TCP协议提供的底层网络传输功能，建立在TCP协议之上，利用TCP的可靠传输服务来传输网页内容。然后TCP 协议依赖IP 协议来确保数据包正确路由到目标主机。 IP协议负责将数据包从源主机传输到目的主机，TCP协议负责保证数据包在传输过程中的可靠性和有序性。

HTTP/HTTPS是负责传输网页内容的应用层协议，而TCP是网络层协议，提供可靠的端到端通信服务。

四、TCP协议（传输控制协议）

定义：TCP（传输控制协议）是IETF1的RFC 793定义的面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。主要特点：

提供可靠的通信服务：TCP 旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构，确保数据即使在不可靠的Internet 网络上也能端到端传输。数据分段和重组：TCP将应用层发送的数据流分成适当长度的报文段，通常受到计算机所连接的网络数据链路层的最大传输单元（MTU）的限制并发送。接收器将它们重新组合成原始数据流。流量控制：TCP 发送数据报的速度足以使用网络容量，但不会导致网络拥塞。错误检测和重传：TCP在传输过程中使用校验和功能来检查数据是否有错误，并使用确认（ACK）机制来确保数据包按顺序接收。如果数据包在传输过程中丢失或损坏，TCP 会处理重传。连接管理：TCP通过三次握手建立连接，通过四次挥手关闭连接，保证数据传输的完整性和安全性。

特征：

面向连接：TCP在发送数据之前必须建立连接。可靠传输：我们通过确认机制、重传机制等保证数据的可靠传输。流量控制：流量控制是通过滑动窗口机制实现的，防止发送方发送过快而接收方来不及处理。拥塞控制：拥塞控制通过慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复等算法实现，防止网络拥塞。

五、IP协议（互联网协议）

定义：IP（Internet Protocol）是互联网协议和网络层协议。它负责将数据包从源主机传输到目的主机，是所有Internet通信的基础。主要特点：

地址标识：IP协议使用IP地址来唯一标识源主机和目的主机。 IP地址是由32位二进制数（IPv4）或128位二进制数（IPv6）组成的唯一标识符。数据路由：IP 协议定义数据包在网络内的路由方式。一旦数据包从源主机发出，它就会经过一系列路由器。每个路由器根据数据包中的目的地址确定下一跳路由器，并将数据包转发到下一跳。分片和重组：如果数据包的大小超过网络的MTU2，IP协议会将数据包分割成多个较小的分片并发送。当这些分片到达目标主机时，IP协议根据分片中的信息将它们重新组装成原始数据包。

特征：

无连接：IP协议是无连接协议，这意味着每个数据包都是独立发送的，不建立永久连接。灵活性和可扩展性：IP协议是无连接的，因此具有高度的灵活性和可扩展性。然而，这也带来了一些问题，例如丢包和乱序问题。为了解决这些问题，在IP协议之上引入了TCP和UDP等传输层协议。

六、SSL/TLS

SSL/TLS（安全套接字层/传输层安全）是一种网络通信安全协议，主要提供身份验证、数据机密性和完整性保护。

定义和历史

安全套接字层(SSL) 由Netscape 于1994 年首次提出，并经历了多个更新版本，最终于1996 年发布了SSL 3.0。

随后互联网工程任务组（IETF）基于SSL 3.0 设计了TLS（传输层安全）协议，并于1999 年发布了官方行业标准RFC 2246。

尽管所有版本的SSL 现在均已弃用，但SSL 这个名称仍在使用，并且实际上通常指的是TLS。

合约结构

握手协议：这是客户端和服务器建立SSL 连接时运行的第一个协议。它用于协商加密算法、MAC算法、会话密钥以及验证服务器身份（可选双向身份验证）。记录协议：该协议将应用层数据划分为适当大小的块，并使用协商的对称密钥对其进行加密，以确保数据的机密性。此外，您可以压缩数据并添加基于密钥的消息身份验证代码(MAC) 以确保数据完整性。警报协议：用于处理SSL/TLS 通信中出现的问题。

工作原理

建立连接：当客户端和服务器开始新的安全会话时，首先执行握手过程。认证：握手过程中，服务器向客户端发送数字证书，客户端验证服务器的身份（可选双向认证）。密钥交换：通过非对称加密算法（如RSA或DH/ECDH）协商会话密钥。该密钥仅对本次会话有效，用于后续的对称加密通信。协商安全参数：客户端和服务器协商密码套件（包括加密算法、哈希函数、密钥长度等）以确定某些安全参数。数据传输：握手完成后，客户端和服务器可以通过协商的安全参数和密钥执行安全的数据传输。

应用场景

网页浏览：当您访问以https://开头的网站时，使用SSL/TLS协议。电子邮件：Gmail 和Outlook 等电子邮件服务使用SSL/TLS 来加密电子邮件传输。在线支付：PayPal 和Stripe 等在线支付系统使用SSL/TLS 来保护您的信用卡信息和其他敏感财务数据。 VPN 连接：虚拟专用网络(VPN) 通常使用SSL/TLS 来加密客户端和服务器之间的通信。 API 调用：许多API 使用SSL/TLS 来保护客户端和服务器之间的通信。数据库连接：一些数据库系统，例如MySQL和PostgreSQL，支持使用SSL/TLS来加密客户端和服务器之间的通信。

安全

SSL/TLS 使用对称和非对称密钥的组合来加密数据，并使用数字证书来验证通信方的身份。此外，消息验证码(MAC) 用于保护通信数据的完整性。然而，SSL/TLS虽然提供了较高的安全性，但您必须注意版本、加密强度、证书信任链等安全问题。

互联网工程任务组： 国际互联网工程任务组

最大传输单位： 最大传输单位

#以上对http/https、tcp/ip、SSL/TLS以及相关内容源网络的简要说明仅供参考。相关信息请参见官方公告。