5.简单的网络协议（下）

Dear 丶 2022-10-06 11:47 328阅读 0赞

# 七、网络分层 #

## 7.1 网络互连模型 ##

OSI参考模型，具有7层结构  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 7.2 请求过程 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 7.3 网络分层 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

# 八、物理层（Physical） #

物理层定义了接口标准、线缆标准、传输速率、传输方式等  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

## 8.1 数字信号、模拟信号 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
**模拟信号：**

连续的信号，适合长距离传输

抗干扰能力差，受到干扰时波形变形很难纠正

**数字信号：**

离散的信号（不连续），不适合长距离传输

抗干扰能力强，受到干扰时波形失真可以修复

## 8.2 数据通信模型 ##

### 8.2.1 局域网通信模型 ###

![在这里插入图片描述][20210613120727227.png]  
注意：网线不能超过100米

### 8.2.2 广域网通信模型 ###

![在这里插入图片描述][20210613120914235.png]

## 8.3 信道（Channel） ##

**信道：信息传输的通道上，一条传输介质上（如网线）可以有很多条信道**

### 8.3.1 单工通信 ###

**信号只能往一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传输方向**

如：无线电广播、有线电视广播

### 8.3.2 半双工通信 ###

**信号可以双向传输，但是必须交替进行，同一时间只能往一个方向传输**

如：对讲机

### 8.3.3 全双工通信 ###

**信号可以同时双向传输**

如：手机（打电话，听说同时进行）

# 九、数据链路层（Data Link） #

## 9.1 概念 ##

**链路：从1个节点到相邻节点的一端物理线路（有线/无线），中间没有其他交换节点**  
![在这里插入图片描述][20210613123412215.png]  
计算机0到路由器0算一条链路

**数据链路：在一条连路上传输数据时，需要有对应的通信协议来控制数据的传输**

不同类型的数据链路，所用的通信协议可能是不同的

广播信道：CSMA/CD协议（如：同轴电缆、集线器等组成的网络）

点对点信道：PPP协议（如：2个路由器之间的信道）

**数据链路层的3个基本问题：**

封装成帧

透明传输

差错检验

## 9.2 封装成帧 ##

![在这里插入图片描述][20210613124010535.png]  
**帧（Frame）的数据部分**：

就是网络层传递下来的数据包（IP数据包，Packet）

**最大传输单元MTU（Maximum Transfer Unit）**

每一种数据链路层协议都规定了所能够传送的帧的数据长度上限

以太网的MTU为1500个字节

## 9.3 透明传输 ##

![在这里插入图片描述][2021061312435356.png]  
**使用SOH（Start Of Header）作为帧开始符**

**使用EOT（End Of Transmission）作为帧结束符**

数据部分一旦出现了SOH、EOT，就需要进行转义  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

## 9.4 差错检验 ##

![在这里插入图片描述][20210613131918135.png]  
**FCS是根据数据部分 + 首部计算得出**–用来作差错检验，与下一层计算出的数据进行比较

## 9.5 CSMA/CD协议–载波侦听、多路访问/冲突检测 ##

**使用了CSMA/CD的网络可以成为是以太网，它传输的是以太网帧**

以太网帧的格式有：Ethernet V2标准、IEEE的802.3标准

使用最多的是：Ethernet V2标准

**为了能够检测正在发送的帧是否产生了冲突，以太网的帧至少要64字节**

**用交换机组件的网络，已经支持全双工通信，不需要再使用CSMA/CD，但它传输的帧已然是以太网帧**

所以，用交换机组件的网络，已然可以叫做以太网

### 9.5.1 Ethernet V2帧的格式 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
**首部：源MAC +目标MAC +网络类型**

**以太网帧：首部 + 数据 + FCS**

**数据的长度至少是：64 - 6 - 6 - 2 - 4 = 46字节**

**当数据部分的长度小于46字节时：**

数据链路层会在数据后面加一些字节填充

接收端会将添加的字节去掉  
![在这里插入图片描述][20210613133504893.png]  
**长度总结：**

以太网帧的数据长度：46 ~ 1500字节（源MAC + 目标MAC + 网络类型 + 数据 + FCS）

## 9.6 PPP协议（Point to Point Protocol） ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

### 9.6.1 字节填充 ###

![在这里插入图片描述][20210613134041955.png]

## 9.7 网卡 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
**网卡工作在数据链路层和物理层之间**

网卡接收到一个帧，首先会进行差错校验，如果校验通过，则接收，否则丢弃

Wireshark抓到的帧没有FCS，因为它抓到的是差错校验通过的帧（帧尾的FCS会被硬件去掉）

Wireshark抓不到差错校验失败的帧

# 十、网络层 #

## 10.1 概念 ##

**网络层数据包（IP数据包，Packet）由首部、数据两部分组成**

数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（Segment）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]

## 10.2 网络层首部–总长度 ##

**网络层首部总长度：占16位，首部 + 数据的长度之和，对大致是65535**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
**由于帧的数据不能超过1500字节，所以过大的IP数据包，需要分成片（fragments）传输给数据链路层**

每一片都有自己的网络层首部（IP首部）

## 10.3 网络层首部–标识、标志 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

## 10.4 网络层首部–片偏移 ##

![在这里插入图片描述][20210529101432162.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

## 10.5 ping - 几个用法 ##

**ping /？**

查看ping的用法

**ping ip地址 -l 数据包大小**

发送指定大小的数据包

**ping ip地址**

不允许网络层分片

**ping ip地址 -i TTL**

设置TTL的值

**通过tracert、pathping命令，可以跟踪数据包经过了哪些路由器**

![在这里插入图片描述][20210614093554864.png]

## 10.6 网络层首部–协议、首部校验和 ##

**协议（Protocol）**

占8位

表明所封装的数据是使用了什么协议  
![在这里插入图片描述][20210614093748714.png]  
**首部校验和（Header Checksum）**

用于检查首部是否有错误

## 10.7 网络层首部–生存时间 ##

**生存时间（Time To Live，TTL）**

占8位

每个路由器在转发之前会将TTL减1，一旦发现TTL减为0，路由器会返回错误报告

观察使用ping命令后的TTL，能够推测出对方的操作系统，中间经过了多少个路由器  
![在这里插入图片描述][20210614094747706.png]

# 十一、传输层（Transport） #

**传输层有2个协议：**

**TCP，传输控制协议**

**UDP，用户数据报协议**

## 11.1 TCP与UDP的区别 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]  
**UDP应用于实时场景**  
详见博客：  
https://blog.csdn.net/weixin\_44116098/article/details/117675992

# 十二、应用层 #

## 12.1 应用层的常见协议 ##

**超文本传输：HTTP、HTTPS**

**文件传输：FTP**

**电子邮件：SMTP、POP3、IMAP**

**动态主机配置：DHCP**

**域名系统：DNS**

## 12.2 域名（Domain Name） ##

由于IP地址不方便记忆，并且不能表达组织的名称和性质，人们设计出了域名（如：baidu.com）

但实际上，为了能够访问到具体的主机，最终还是得知道目标主机的IP地址

域名申请注册：https://wanwang.aliyun.com/

那是否可以全程直接使用域名，不用IP地址？

IP地址固定4个字节，域名随随便便都至少10几个字节，这无疑会增加路由器的负担，浪费流量

根据级别不同，域名可以分为：

顶级域名（TLD）

二级域名

三级域名

### 12.2.1 域名–顶级域名的分类 ###

**通用顶级域名（gTLD）**

.com（公司），.net（网络机构），.org（组织机构），.edu（教育）

.gov（政府部门），.int（国际组织）

**国家及地区顶级域名（ccTLD）**

.cn（中国），.jp（日本），.uk（英国）

**新通用顶级域名（New gTLD）**

.vip，.xyz，.top，.club，.shop等

### 12.2.2 域名–二级域名 ###

二级域名指顶级域名之下的域名

在通用顶级域名下，它一般指域名注册人的名称，如：google、baidu、microsoft等

在国家及地区顶级域名下，它一般指注册类别的，如：com、edu、gov、net等  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]

## 12.3 DNS（域名系统，Domain Name System） ##

利用DNS协议，可以将域名（如baidu.com）解析成对应的IP地址（如220.181.38.148）

DNS可以基于UDP协议，也可以基于TCP协议，服务器占用53端口  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]

### 12.3.1 DNS–常用命令 ###

**ipcofig/displaydns：查看DNS缓存记录**

**ipconfig/flushdns：清空DNS缓存记录**

**ipconfig/all：可以看到DHCP相关的详细信息，如：租约过期时间、DHCP服务器地址等**

**ping 域名**

**nslookup 域名**

### 12.3.2 DNS–服务器 ###

客户端首先会访问最近的一台DNS服务器（也就是客户端自己配置的DNS服务器）

所有的DNS服务器都记录了DNS根域名服务器的IP地址

上机DNS服务器记录了下一级DNS服务器的IP地址

全球一共13台IPv4的DNS根域名服务器、25台IPv6的DNS根域名服务器

## 12.4 DHCP（动态主机配置协议） ##

DHCP协议基于UDP协议，客户端是68端口，服务器是67端口

DHCP服务器会从IP地址池中，挑选一个IP地址“出租”给客户端一段时间，时间到期就回收它们

平时家里上网的路由器就可以充当DHCP服务器

### 12.4.1–分配IP地址的4各阶段 ###

**DISCOVER：发现服务器**

发广播包（源IP是0.0.0.0，目标IP是255.255.255.255，目标MAC是FF:FF:FF:FF:FF:FF）

**OFFER：提供租约**

服务器返回可以租用的IP地址，以及租用期限、子网掩码、网关、DNS等信息

注：这里可能会有多个服务器提供租约

**REQUEST：选择IP地址**

客户端选择一个OFFER，发送广播包进行回应

**ACKNOWLEDGE：确认**

被选中的服务器发送ACK数据包给客户端

至此，IP地址分配完毕

### 12.4.2 DHCP–4个阶段 ###

![在这里插入图片描述][20210628121941130.png]  
![在这里插入图片描述][20210628121951760.png]  
Discover阶段的数据包：  
![在这里插入图片描述][20210628122026105.png]  
offer阶段的数据包：  
![在这里插入图片描述][20210628122056378.png]  
Request阶段的数据包：  
![在这里插入图片描述][20210628122129720.png]  
ACK阶段的数据包：  
![在这里插入图片描述][20210628122207641.png]

### 12.4.3 DHCP–细节 ###

**DHCP服务器可以跨网段分配IP地址吗？（DHCP服务器、客户端不在同一个网段）**

可以借助DHCP中继代理（DHCP Relay Agent）实现跨网段分配IP地址

**自动续约**

客户端会在租期不足时，自动向DHCP服务器发送REQUEST信息申请续约

**常用命令：**

ipconfig/all：可以看到DHCP相关的详细信息，如租约过期时间、DHCP服务器地址等

ipconfig/release：释放租约

ipconfig/renew：重新申请IP地址、申请续约（延长租期）

## 12.5 HTTP ##

详见博客：  
https://blog.csdn.net/weixin\_44116098/article/details/117675992

# 十三、网络安全 #

## 13.1 网络通信中面临的4中安全威胁 ##

![在这里插入图片描述][20210630122449381.png]  
**截获：窃听通信内容**

**中断：中断网络通信**

**篡改：篡改通信内容**

**伪造：伪造通信内容**

### 13.1.1 网络层–ARP欺骗 ###

ARP欺骗，又称ARP毒化、ARP病毒、ARP攻击

**ARP欺骗可以造成的效果：**

可以让攻击者获取局域网上的数据包甚至可以篡改数据包

可以让网络上特定电脑之间无法正常通信（如“网络执法官”这样的软件）

让送至特定IP地址的流量被错误送到攻击者所取代的地方

#### 13.1.1.1 ARP欺骗–核心步骤举例 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]

#### 13.1.1.2 ARP–防护 ####

**静态ARP**

**DHCP Snooping：**

网络设备可借由DHCP保留网络上各电脑的MAC地址，在伪造的ARP数据包发出时即可侦测到

**利用一些软件监听ARP的不正常变动**

### 13.1.2 DoS（拒绝服务攻击）、DDoS（分布式拒绝服务攻击） ###

DoS：

使目标电脑的网络或系统资源耗尽，使扶我暂时中断或停止，导致其正常用户无法访问

DDoS：

黑客使用网络上两个或以上被攻陷的电脑作为“僵尸”向特定的目标发送DoS攻击

DoS攻击可以分为2大类：

**带宽消耗型：UDP洪水攻击、ICMP洪水攻击**

**资源消耗型：SYN洪水攻击、LAND攻击**

#### 13.1.2.1 传输层–SYN洪水攻击 ####

**SYN洪水攻击：**

攻击者发送一系列的SYN请求到目标，然后让目标因收不到ACK（第3次握手）而进行等待、消耗资源

**攻击方法：**

跳过发送最后的ACK信息

修改源IP地址，让目标送SYN-ACK到伪造的IP地址，因此目标永不可能收到ACK（第3次握手）

**防护**

参考：RFC 4987

#### 13.1.2.2 传输层–LAND攻击（局域网拒绝服务攻击） ####

通过持续发送相同源地址和目标地址的欺骗数据包，使目标视图与自己建立连接，小号系统资源直至崩溃

有些系统存在设计上的缺陷，允许设备接受并响应来自网络，却宣称来自于设备自身的数据包，导致循环应答

**防护：**

大多数防火墙都能拦截类似的攻击包，以保护系统

部分操作系统通过发布安全补丁修复了这一漏洞

路由器应同时配置上行与下行筛选器，屏蔽所有源地址与目标地址相同的数据包

#### 13.1.2.3 DoS、DDoS防御 ####

防御方式通常为：**入侵检测、流量监测、多重验证**

堵塞网络带宽的流量将被过滤，而正常的流量可正常通过

**防火墙：**

防火墙可以设置规则，如，允许或拒绝特定通讯协议、端口或IP地址

当攻击从少数不正常的IP地址发出时，可以简单的使用拒绝规则组织一切从攻击源IP发出的通信

复杂攻击难以用简单规则来阻止，如，80端口遭受攻击时不可能拒绝端口所有的通信，因为同时会阻止合法流量

防火墙可能处于网络架构中过后的位置，路由器可能在恶意流量达到防火墙前即被攻击影响

**交换机**：大多数交换机有一定的速度限制和访问控制能力

**路由器**：和交换机类似，路由器也有一定的速度限制和访问控制能力

**黑洞引导：**

将所有受攻击计算机的通信全部发送至一个“黑洞”（空接口或不存在的计算机地址）或者有足够能力处理洪流的网络设备商，以避免网络受到较大影响

**流量清洗：**

当流量被送到DDoS防护清洗中心时，通过采用抗DDoS软件处理，将正常流量和恶意流量区分开

正常的流量则回注客户网站

### 13.1.3 应用层–DNS劫持（域名劫持） ###

攻击者篡改了某个域名的解析结果，使得指向该域名的IP变成了另一个IP

导致对相应网址的访问被劫持到另一个不可达的或者假冒的网址

从而实现非法窃取用户信息或者破坏正常网络服务的目的

**HTTP劫持：对HTTP数据包进行拦截处理，如，插入JS代码**

## 13.2 HTTP协议的安全问题 ##

HTTP协议默认采用**明文传输**，因此会有很大的安全隐患

常见的提高安全性的方法是：对通信内容进行加密后，在进行传输

**常见的加密方式：**

不可逆

单向散列函数：MDS、SHA等

可逆

对称加密（对称密码）：DES、3DES、AES等–简单–>不安全–>加密解密速度快

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]

非对称加密（公钥密码）：RSA等–复杂–>安全–>加密解密速度慢  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 19]  
 其它

混合密码系统

数字签名

证书

### 13.2.1 常见英文 ###

**encrypt：加密**

**decrypt：解密**

**plaintext：明文**

**ciphertext：密文**

设计4个虚拟人物

Alice、Bob：互相通信

Eve：窃听者

Mallory：主动攻击者  
![在这里插入图片描述][20210630132535166.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 20]  
**如何防止被窃听？**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 21]

### 13.2.2 单项散列函数 ###

单向散列函数，可以根据消息内容计算出散列值

散列值的长度和消息的长度无关，无论消息是1bit、10M、100G，单向散列函数都会计算出固定长度的散列值  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 22]  
**特点：**

根据任意长度的消息，计算出固定长度的散列值

计算速度快，能快速计算出散列值

消息不同，散列值也不同

具备单向性（不可逆）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 23]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 24]  
**单向散列函数–别称：**

消息摘要函数

哈希函数

**输出的散列值–别称：**

消息摘要

指纹

**常见的单向散列函数：**

**MD4、MD5**

产生128bit的散列值，MD是Message Digest的缩写，目前已经不安全

**SHA-1**

产生160bit的散列值，目前已经不安全

**SHA-2**

SHA-256、SHA-384、SHA-512，散列值长度分别是256bit、384bit、512bit

**SHA-3**

全新标准

**如何防止数据被篡改？**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 25]  
单向散列值的应用：

防止数据被篡改

密码加密

# 十四、HTTPS（超文本传输安全协议） #

常被称为：HTTP over TLS、HTTP over SSL、HTTP Secure  
![在这里插入图片描述][20210702120232265.png]  
**HTTPS的默认端口号是443（HTTP是80）**

## 14.1 SSL（安全套接层）/TLS（传输层安全性协议） ##

HTTPS是在HTTP的基础上使用了SSL/TLS来加密报文，对窃听和中间人攻击提供合理的防护  
![在这里插入图片描述][20210702120526742.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 26]  
SSL/TLS也可以用在其他协议上，如：

FTP->FTPS

SMTP->SMTPS

**SSL是TLS的前身**

### 14.1.1 SSL/TLS–工作在哪一层 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 27]

### 14.1.2 OpenSSL ###

OpenSSL是SSL/TLS协议的开源实现，支持Windows、Mac、Linux等平台

Linux、Mac一般自带OpenSSL

常用命令：

**生成私钥：openssl genrsa -out wj.key**

**生成公钥：openssl rsa -in wj.key -pubout -out wj.pem**

可以使用OpenSSL构建一套属于自己的CA，自己给自己颁发证书，称为“自签名证书”

### 14.1.3 HTTPS的成本 ###

证书的费用

加解密计算

降低了访问速度

有些企业的做法：包含敏感数据的请求才是用HTTPS，其他保持使用HTTP

## 14.2 HTTP的通信过程 ##

总的可以分为3大阶段：

**①TCP的3次握手**

**②TLS的连接**

**③HTTP请求和响应**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 28]

### 14.2.1 TLS 1.2的连接 ###

大概有10个步骤

图片中省略了中间产生的一些ACK确认  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 29]  
**①Client Hello：**

TLS的版本号

支持的加密组件（Cipher Suite）列表

加密组件是指所使用的加密算法及密钥长度等

一个随机数（Client Random）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 30]  
**②Server Hello：**

TLS的版本号

选择的加密组件（Cipher Suite）

是从接收到的客户端加密组件列表中挑选出来的

一个随机数（Client Random）  
![在这里插入图片描述][20210702122641395.png]  
**③Certificate：**

服务器的公钥证书（被CA签过的）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 31]  
**④Server Key Exchange：**

用以实现ECDHE算法的其中一个参数（Server Params）

ECDHE是一种密钥交换算法

为了防止伪造伪造，Server Params经过了服务器私钥签名  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDExNjA5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 32]  
**⑤Server Hello Done：**

告知客户端，写上部分结束  
![在这里插入图片描述][20210702123407314.png]  
 目前为止，客户端和服务器之间通过明文共享了

Client Randon、Server Random、ServerParams

而且，客户端也已经拿到了服务器的公钥证书，接下来，客户端会验证证书的真实有效性

**⑥Client Key Exchange：**

用以时间ECDHE算法的另一个参数（Client Params）  
![在这里插入图片描述][20210702123704213.png]  
 目前为止，客户端和服务器都拥有了ECDHE算法需要的2个参数：Server Params、Client Params

客户端、服务器都可以使用ECDHE算法

根据Server Params、Client Params计算出一个新的随机密钥串：Pre-master secret

然后结合Client Random、Server Random、Pre-master secret生成用以加密会话的会话密钥

**⑦Change Cipher Spec：**

告知服务器：之后的通信会采用计算出来的会话密钥进行加密

**⑧Finished：**

包含连接至今全部报文的整体校验值（摘要），加密之后发送给服务器

这次握手写上是否成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准

**⑨Change Cipher Spec：**

**⑩Finished：**

到此为止，客户端服务器都验证加密解密没问题，握手正式结束

后面开始传输加密的HTTP请求和响应  
![在这里插入图片描述][20210702124721311.png]

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