网络基础 —HTTP与HTTPS的根本介绍

前言

在现代互联网中，HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）和HTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure，安全超文本传输协议）是两种最常见的网络协议，用于在客户端（如浏览器）和服务器之间传输数据。对于刚打仗网络运维的新手来说，理解这两种协议的工作原理、区别以及应用场景是非常重要的。本文将详细介绍HTTP和HTTPS的根本概念、工作原理、安全性差别以及如安在实际运维中应用它们。

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1. HTTP的根本概念

1.1 什么是HTTP？

HTTP是一种应用层协议，用于在Web浏览器和服务器之间传输超文本（如HTML页面）。它是互联网上数据通讯的基础，界说了客户端怎样哀求资源，服务器怎样响应哀求。
1.2 HTTP的工作原理

HTTP采用哀求-响应模型，详细流程如下：

• 客户端发起哀求：用户在浏览器中输入URL或点击链接，浏览器会向服务器发送一个HTTP哀求。
  
• 服务器处理哀求：服务器吸收到哀求后，根据哀求的内容（如哀求的资源路径、方法等）进行处理。
  
• 服务器返回响应：服务器将处理结果（如HTML页面、图片等）打包成HTTP响应，发送回客户端。
  
• 客户端渲染内容：浏览器吸收到响应后，解析并渲染内容，展示给用户。
  

1.3 HTTP的特点

• 无状态协议：HTTP协议本身不会保存客户端的状态信息。每个哀求都是独立的，服务器不会记住之前的哀求。
  
• 明文传输：HTTP传输的数据是未加密的，容易被第三方窃听或窜改。
  
• 默认端口：HTTP默认使用80端口。
  

1.4 HTTP的常见方法

• GET：哀求指定的资源。
  
• POST：向服务器提交数据（如表单数据）。
  
• PUT：更新服务器上的资源。
  
• DELETE：删除服务器上的资源。
  

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2. HTTPS的根本概念

2.1 什么是HTTPS？

HTTPS是HTTP的安全版本，它在HTTP的基础上加入了SSL/TLS协议，用于加密数据传输，确保数据的机密性和完备性。HTTPS广泛应用于需要保护用户隐私的场景，如在线支付、登录认证等。
2.2 HTTPS的工作原理

HTTPS的核心是SSL/TLS协议，其工作流程如下：

• 客户端发起HTTPS哀求：用户在浏览器中输入HTTPS URL，浏览器向服务器发起毗连哀求。
  
• 服务器返回证书：服务器将自己的SSL证书发送给客户端。证书中包含服务器的公钥和证书颁发机构（CA）的信息。
  
• 客户端验证证书：浏览器检查证书的有效性（如是否过期、是否由可信的CA签发等）。
  
• 密钥互换：客户端生成一个随机的对称密钥，并使用服务器的公钥加密后发送给服务器。
  
• 建立加密毗连：服务器使用私钥解密客户端发送的对称密钥，之后两边使用该密钥加密通讯内容。
  
• 加密数据传输：客户端和服务器之间的全部数据传输都通过对称加密算法进行加密。
  

2.3 HTTPS的特点

• 数据加密：HTTPS使用SSL/TLS协议对传输的数据进行加密，防止数据被窃听或窜改。
  
• 身份验证：通过SSL证书，HTTPS可以验证服务器的身份，防止中间人攻击。
  
• 数据完备性：HTTPS使用消息摘要算法（如SHA-256）确保数据在传输过程中未被窜改。
  
• 默认端口：HTTPS默认使用443端口。
  

2.4 HTTPS的证书

HTTPS的安全性依赖于SSL/TLS证书。证书由受信托的证书颁发机构（CA）签发，包含以下信息：

• 服务器的公钥。
  
• 服务器的域名。
  
• 证书的有效期。
  
• 证书颁发机构的署名。
  

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3. HTTP与HTTPS的区别

特性HTTPHTTPS安全性明文传输，数据容易被窃听或窜改加密传输，数据安全性高协议应用层协议HTTP + SSL/TLS端口80443性能较快，无加密开销较慢，加密解密需要额外计算证书不需要需要SSL/TLS证书实用场景非敏感数据传输敏感数据传输（如支付、登录）

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4. 为什么需要HTTPS？

4.1 数据安全性

HTTPS通过加密传输数据，防止敏感信息（如暗码、名誉卡号）被盗取。
4.2 防止中间人攻击

HTTPS使用SSL证书验证服务器身份，防止攻击者伪造服务器。
4.3 SEO优化

搜刮引擎（如Google）会优先收录HTTPS网站，提拔网站的搜刮排名。
4.4 用户信托

浏览器会对HTTPS网站显示“安全”标记，增加用户对网站的信托感。

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5. 怎样从HTTP迁徙到HTTPS？

5.1 获取SSL/TLS证书

可以从受信托的CA（如Let’s Encrypt、DigiCert）申请SSL证书。
5.2 设置服务器

在服务器上安装SSL证书，并设置HTTPS支持。以Nginx为例：

1. server {
2.     listen 443 ssl;
3.     server_name example.com;
4.     ssl_certificate /path/to/certificate.crt;
5.     ssl_certificate_key /path/to/private.key;
6.     ...
7. }

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5.3 强制重定向HTTP到HTTPS

通过服务器设置，将全部HTTP哀求重定向到HTTPS：

1. server {
2.     listen 80;
3.     server_name example.com;
4.     return 301 https://$host$request_uri;
5. }

复制代码

5.4 测试与验证

使用工具（如SSL Labs）测试HTTPS设置是否正确，确保证书有效且加密强度足够。

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6. 总结

HTTP和HTTPS是互联网通讯的基石，理解它们的区别和应用场景对于运维工程师至关重要。HTTP简朴高效，适合非敏感数据的传输；而HTTPS通过加密和身份验证，为数据传输提供了更高的安全性。随着网络安全意识的提拔，HTTPS已经成为现代网站的标配。作为运维工程师，掌握怎样设置和管理HTTPS是必备的技能之一。

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