TCP/UDP协议与OSI七层模型的关系解析| HTTPS与HTTP安全性深度思考》

目录

OSI 7层模型每一层包含的协议：

TCP和UDP协议：

TCP (Transmission Control Protocol)：

UDP (User Datagram Protocol)：

数据包流程图

TCP与UDP的区别：

传输层与应用层的关联

传输层和应用层的关联：

应用场景中的安全

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OSI 7层模型每一层包含的协议：

层次	协议
应用层	HTTP,HTTPSP, FTP, SMTP, DNS, POP3, IMAP
表示层	SSL/TLS, JPEG, GIF, MPEG, ASCII, EBCDIC
会话层	NetBIOS, RPC, PPTP
传输层	TCP, UDP, SCTP
网络层	IP, ICMP, ARP, RIP, OSPF
数据链路层	Ethernet, PPP, MAC, Frame Relay
物理层	电缆、光纤、无线电频率等硬件设备

• 用户数据 → 应用层（HTTP） → 表示层（加密） → 会话层（建立连接）  
• → 传输层（TCP分段） → 网络层（IP封装） → 数据链路层（帧封装）  
• → 物理层（比特流） → 接收端反向解封装

TCP和UDP协议：

• TCP (Transmission Control Protocol)：

  • 一种面向连接的协议，保证数据包按顺序到达且不丢失。通过三次握手建立连接，使用确认机制、流量控制和拥塞控制来保证数据的可靠性。

  • 使用TCP的应用：Web浏览器；文件传输程序。

• UDP (User Datagram Protocol)：

  • 无连接协议，不保证数据的顺序和完整性。速度快，但不可靠，常用于视频流、语音等实时应用。

  • 使用UDP的应用：域名系统(DNS)；视频流；IP语音(VoIP) 。

数据包流程图

TCP与UDP的区别：

特点	TCP	UDP
连接性	面向连接	无连接
可靠性	保证可靠传输，确保数据的完整性和顺序	不保证可靠性
流量控制	有流量控制和拥塞控制	无流量控制
开销	较高（需要握手，确认信息）	较低（没有确认过程）
适用场景	文件传输、网页浏览等需要可靠性的应用	实时视频、语音等要求快速但不严格的应用

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传输层与应用层的关联

• 传输层（第四层）主要负责端到端的数据传输，它确保数据在网络中可靠地传送。常见的协议有：

  • TCP（传输控制协议）：面向连接、可靠的协议，确保数据包的顺序、完整性和正确传输。TCP为应用层提供了可靠的字节流服务。
  • UDP（用户数据报协议）：无连接、不可靠的协议，相比于TCP，UDP传输速度更快，但不保证数据的到达顺序和完整性。

• 应用层（第七层）则与实际的用户应用直接相关，常见的协议有：

  • HTTP（超文本传输协议）：用于Web浏览器与Web服务器之间的通信，是基于TCP协议的。
  • HTTPS（安全超文本传输协议）：是HTTP协议通过SSL/TLS加密层进行保护，确保数据的安全传输。

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传输层和应用层的关联：

• 在大多数基于TCP协议的应用（如HTTP和HTTPS）中，应用层通过传输层发送数据，传输层（TCP）负责将数据从源主机传输到目的主机，并保证数据的完整性与顺序。
• HTTP/HTTPS协议通过传输层传输数据，并通过应用层实现业务逻辑。
  • 例如，用户输入URL，浏览器（应用层）向服务器发送HTTP请求，传输层使用TCP将数据包传送到目标服务器。

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应用场景中的安全

• HTTP/HTTPS安全应用场景：

  • HTTPS用于保护敏感数据的安全传输，尤其是在用户登录、在线支付、在线购物等涉及个人隐私、账号信息、信用卡信息等数据传输时。
  • HTTP主要用于无敏感信息的网页浏览，虽然没有加密，但在不需要保护用户数据的场合仍然广泛使用。

• 常见的安全威胁与攻击：

  • 中间人攻击（MITM）：攻击者通过劫持通信，获取、篡改或伪造传输的数据。HTTPS通过SSL/TLS协议加密数据，防止MITM攻击。
  • DNS劫持/污染：攻击者篡改DNS响应，将用户的请求重定向到恶意网站。防止方法包括DNSSEC等技术。
  • SSL/TLS降级攻击：攻击者通过迫使客户端使用不安全的SSL/TLS版本或密码套件，绕过加密保护。通过强制配置TLS1.2及以上版本和合理配置密码套件可以防止此类攻击。
  • 会话劫持：通过窃取用户会话令牌来盗用用户身份。防止方法包括使用HTTPS加密传输、设置HttpOnly和Secure标志的Cookie。

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