客户端HTTP通信总结

2019-11-07  本文已影响0人  Sweet丶

如果你对网络通信协议很模糊，那建议你看一下这本书《图解HTTP》。下面是对于iOS开发人员来说的关键点总结！

对于大部分APP来说，APP内部大部分的网络数据都是通过HTTP\HTTPS协议传输过来的，所以了解HTTP协议是非常重要的，这对于你在APP项目设计网络层方案时也是起作用的。

一、网络基础-TCP/IP

互联网相关协议的总称为TCP/IP.

网络通信过程.png
1. TCP/IP的分层（不是OSI七层网络协议）管理分工如下：
2. TCP确保可靠性的3次握手4次挥手
TCP3次握手确认连接.png
TCP四次挥手断开连接.png

1）第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
2）第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
3）第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
4）第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

二、HTTP通信

HTTP通过客户端请求服务器响应来完成一次通信，在HTTP 1.1之前版本响应完成，连接就会断开，因为这样会导致TCP连接频繁地断开、连接，所以后续版本HTTP默认支持持久连接(keep-alive), 只要任意一端没有明确提出断开连接就会保持这个连接状态。

1、请求报文、响应报文
请求时客户端发送请求报文，响应时服务器发送响应报文。 HTTP请求报文组成.png HTTP响应报文组成.png
2、是无状态协议

HTTP不保存通信状态，即用户在网页登录之后加载新的网页，用户状态不会被HTTP保存，因此通常会使用Cookie技术来实现保留用户的登录状态。
Cookie技术通过在响应报文中添加set-Cookie字段来通知客户端保存，在下次请求时，客户端会自动在请求报文中加入Cookie。

3、HTTP的响应状态码

状态码表明请求是正常处理了还是出错，状态码可以自定义，但一般有以下几种

常见HTTP响应吗.png 其中有一个特别状态码，304状态码时并非是重定向，它表示服务器允许访问资源但请求未满足条件。
4、Web服务器相关内容
4、HTTP首部字段

首部字段有很多，列举下面2个经常用到的。

三、HTTP通信安全

1、HTTP存在的缺点：

2、身披SSL外壳的HTTPS
HTTPS并非是应用层的一种新协议，只是HTTP通信接口部分增加了SSL和TLS协议

SSL和TLS统称为SSL.png
HTTPS使用共享秘钥加密（对称加密）和公开秘钥加密（非对称加密）组合来实现安全(首先通过非对称加密方式交换对称加密要使用的密钥，然后在确保交换的秘钥是安全的前提下，使用共享密钥加密方式进行通信)。

3、验证服务器身份
在建立通信时，如果是直接将服务器公钥传给客户端，那客户端需要验证公开密钥是目标服务器提供的，不然存在跟伪装的服务器通信的风险，现行的解决方案是服务器人员先向数字证书认证机构（如：威瑞信VeriSign）申请公钥证书，公钥证书是认证机构对你服务器的公钥等信息做数字签名生成的（数字签名就是用私钥加密的意思），运用这个证书来证明服务器的身份。具体确认服务器身份步骤是：

4、验证客户端身份
验证客户端身份的步骤跟验证服务器步骤一样，这就需要客户端在通信前安装了证书，在通信时才能传的到服务器，然而要让用户在使用浏览器访问网站时安装证书，这很艰难，所以验证客户端身份一般是在安全性要求极高的特殊业务中使用，如网上银行。

5、HTTPS双向验证
请查看HTTPS实战之单向验证和双向验证

四、iOS APP中的HTTP通信注意点

1. 现在大多数APP使用HTTPS通信，如果要使用HTTP，需要自己在info.plist设置

方法1. 允许所有域名进行HTTP，NSAllowsArbitraryLoads=YES。
方法2. 只允许内定的几个域名下HTTP通信，则要NSAllowsArbitraryLoads=NO，然后添加域名白名单,添加键值对Exception Domins
NSIncludesSubdomains = YES
NSExceptionRequiresForwardSecrecy = NO
NSExceptionAllowsInsecureHTTPLoads = YES，如下图：

iOS 设置HTTP通信域名白名单.png

2. 使用HTTPS通信如何实现证书验证
证书验证分为服务器对客户端证书验证、客户端对服务器CA证书认证。iOS网络请求通过NSURLSession的API来实现，在进行HTTPS请求建立连接时，会调用NSURLSessionDelegate或者NSURLSessionTaskDelegate里面的代理方法, 实现其中一个就可以了。

@protocol NSURLSessionDelegate <NSObject>
@optional
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
                                             completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler;
@end


@protocol NSURLSessionTaskDelegate <NSURLSessionDelegate>
@optional
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
                            didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge 
                              completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler;
@end

对于购买了权威认证机构的CA公钥证书、或者自建证书，需要自己实现对证书的验证，验证方式可以参考AFNetworking的3种安全策略。

AFSSLPinningModeNone, // APP内部没放证书，要验证服务器证书
AFSSLPinningModePublicKey, // APP内部放了证书，要验证服务器证书，且要将服务器证书里面的公钥跟APP内部证书的公钥比对
AFSSLPinningModeCertificate, // APP内部放了证书，要验证服务器证书，且证书要跟APP内部的证书比对

详细的验证方式可查看文章AFNetworking里面的HTTPS安全策略实现原理

五、使用HTTP通信的瓶颈
  1. 服务器无法及时地通知客户端更新数据，需要等待客户端主动请求。
  2. 客户端如果需要频繁请求，会造成与服务器的频繁连接断开，服务器负载过重。

针对这个问题，WebSocket协议、HTTP2.0或许可以帮助形成解决方案。

参考文章：
网络知识梳理--OSI七层网络与TCP/IP五层网络架构及二层/三层网络
iOS HTTPS请求的网络安全处理
iOS: HTTPS 与自签名证书
iOS基于AFNetworking使用自签名证书实现HTTPS请求

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