HTTP 协议与原理分析之三

最新推荐文章于 2025-04-16 10:36:31 发布

原创最新推荐文章于 2025-04-16 10:36:31 发布 · 300 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#HTTP 协议与原理分析

web安全与防护专栏收录该内容

12 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了Nginx作为反向代理服务器的角色，包括代理缓存配置及HTTPS的工作原理。Nginx通过代理缓存提升网站性能，而HTTPS结合HTTP与SSL/TLS协议确保数据传输的安全性。文章详细解释了HTTPS请求过程中的加密机制，以及HTTP2的优势。

                    
                        
                    
                    一、Nginx 代理配置和代理缓存
Nginx 是反向代理服务器。代理服务器是一个中间服务器，它主要是把英特网上的不同客户端的请求转发到不同的服务器上。而反向代理服务器则是代理服务器的一种，它也是把英特网上的不同客户端的请求转发到不同的服务器上，它这些服务器是位于某个私有网络中，且该私有网络具有防火墙（比如防火墙只允许该私有网络通过一个指定的 IP 与 端口与外网连接）。
在这一段中，proxy_cache_path cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m;，如下所示：

proxy_cache_path 表示表示缓存文件存放的路径，该路径是预先就要创建好的
levels=1:2 表示设置在相对于path指定目录的第几级hash目录中缓存数据，levels=1，表示一级hash目录，levels=1：2，表示两级hash目录，目录的名称是基于请求URL通过哈希算法得到的
keys_zone=my_cache:10m 设置缓存名字

Nginx 代理配置和代理缓存的代码，如下所示：

index.html<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Document</title>
</head>
<body>
  <div>This is content, and data is: <span id="data"></span></div>
  <button id="button">click me</button>
</body>
<script>
  var index = 0
  function doRequest () {
    var data = document.getElementById('data')
    data.innerText = ''
    fetch('/data', {
      headers: {
        'X-Test-Cache': index++
      }
    }).then(function (resp) {
      return resp.text()
    }).then(function (text) {
      data.innerText = text
    })
  }
  document.getElementById('button').addEventListener('click', doRequest)
</script>
</html>

server.jsconst http = require('http')
const fs = require('fs')

const wait = (seconds) => {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(resolve, seconds * 1000)
  })
}
http.createServer(function (request, response) {
  console.log('request come', request.url)

  if (request.url === '/') {
    const html = fs.readFileSync('test.html', 'utf8')
    response.writeHead(200, {
      'Content-Type': 'text/html'
    })
    response.end(html)
  }

  if (request.url === '/data') {
    response.writeHead(200, {
      'Cache-Control': 'max-age=2, s-maxage=20, private',
      'Vary': 'X-Test-Cache'
    })
    wait(2).then(() => response.end('success'))
  }
}).listen(8888)

console.log('server listening on 8888')

nginx.confproxy_cache_path cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m;

server {
  listen       80;
  # listen       [::]:80 default_server;
  server_name  test.com;

  # return 302 https://$server_name$request_uri;

  location / {
    proxy_cache my_cache;
    proxy_pass http://127.0.0.1:8888;
    proxy_set_header Host $host;
  }
}

server {
  listen       443 http2;
  server_name  test.com;

  http2_push_preload  on;

  ssl on;
  ssl_certificate_key  ../certs/localhost-privkey.pem;
  ssl_certificate      ../certs/localhost-cert.pem;

  location / {
    proxy_cache my_cache;
    proxy_pass http://127.0.0.1:8888;
    proxy_set_header Host $host;
  }
}


二、HTTPS
HTTPS协议 = HTTP协议 + SSL/TLS协议，在HTTPS数据传输的过程中，需要用SSL/TLS对数据进行加密和解密，需要用HTTP对加密后的数据进行传输，由此可以看出HTTPS是由HTTP和SSL/TLS一起合作完成的。
HTTPS为了兼顾安全与效率，同时使用了对称加密和非对称加密。数据是被对称加密传输的，对称加密过程需要客户端的一个密钥，为了确保能把该密钥安全传输到服务器端，采用非对称加密对该密钥进行加密传输，总的来说，对数据进行对称加密，对称加密所要使用的密钥通过非对称加密传输。
HTTPS在传输的过程中会涉及到三个密钥，服务器端的公钥和私钥，用来进行非对称加密，客户端生成的随机密钥，用来进行对称加密。
一个HTTPS请求实际上包含了两次HTTP传输，可以细分为八步，如下所示：

客户端向服务器发起HTTPS请求，连接到服务器的443端口
服务器端有一个密钥对，即公钥和私钥，是用来进行非对称加密使用的，服务器端保存着私钥，不能将其泄露，公钥可以发送给任何人
服务器将自己的公钥发送给客户端
客户端收到服务器端的证书之后，会对证书进行检查，验证其合法性，如果发现发现证书有问题，那么HTTPS传输就无法继续。严格的说，这里应该是验证服务器发送的数字证书的合法性，关于客户端如何验证数字证书的合法性，下文会进行说明。如果公钥合格，那么客户端会生成一个随机值，这个随机值就是用于进行对称加密的密钥，我们将该密钥称之为client key，即客户端密钥，这样在概念上和服务器端的密钥容易进行区分。然后用服务器的公钥对客户端密钥进行非对称加密，这样客户端密钥就变成密文了，至此，HTTPS中的第一次HTTP请求结束
客户端会发起HTTPS中的第二个HTTP请求，将加密之后的客户端密钥发送给服务器
服务器接收到客户端发来的密文之后，会用自己的私钥对其进行非对称解密，解密之后的明文就是客户端密钥，然后用客户端密钥对数据进行对称加密，这样数据就变成了密文
然后服务器将加密后的密文发送给客户端
客户端收到服务器发送来的密文，用客户端密钥对其进行对称解密，得到服务器发送的数据。这样HTTPS中的第二个HTTP请求结束，整个HTTPS传输完成

HTTP2 的优势是 信道复用、分帧传输和 Server Push。

三、浏览器输入URL后HTTP请求返回的完整过程
在浏览器输入URL以后，开始时间，开始跳转，Redirect 跳转，判断结果，跳转结束。
fetch 开始，从 App Cache 应用缓存中查找。
如果没有，就从域名解析中开始，DNS 查找，域名解析结束。
开始创建连接，开始创建安全链接，创建 TCP 连接，创建连接结束。
开始发送请求，Request 发送请求。
开始接收返回，Response 接收响应，接收接收返回。



                