TCP/IP 协议族
TCP/IP 协议不是指 TCP 和 IP 两种协议，而是指利用 IP 进行通信时所需要用到的协议群的统称。
| OSI中的层 | 功能 | TCP/IP协议族 |
| 应用层 | 文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 | TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet |
| 表示层 | 数据格式化，代码转换，数据加密 | 没有协议 |
| 会话层 | 解除或建立与别的接点的联系 | 没有协议 |
| 传输层 | 提供端对端的接口 | TCP，UDP |
| 网络层 | 为数据包选择路由 | IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP |
| 数据链路层 | 传输有地址的帧以及错误检测功能 | SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU |
| 物理层 | 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 | ISO2110，IEEE802。IEEE802.2 |
下面的协议都属于TCP/IP协议族：
- TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议
- IP(Internetworking Protocol)网间网协议
- UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
- ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议
- SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
- SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议
- FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
- ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议
其中物理层、数据链路层、网络层、传输层都是由系统提供的能力，我们无法进行处理，也不用太去关心，绝大部分情况下我们都是在应用层对TCP或者UDP进行编程处理。
TCP 编程
对TCP编程我们一般使用Socket，Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。Socket 包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。
应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，通过Socket可以区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。
Socket 提供以下接口：
socket: 创建socket。bind: 绑定socket到本地地址和端口，通常由服务端调用。listen: 开启监听模式监听端口。accept: 服务器等待客户端连接，一般是阻塞态。connect: 客户端主动连接服务器。send: 发送数据。recv: 接受数据。closesocket: 关闭socket。
可以简单理解为通过Socket编程通过TCP协议和另一个IP主机进行数据的交互，在TCP上传输的数据都是明文的。
三次握手和四次挥手在 Socket 之下，不属于 Socket 的内容。
HTTP 协议
HTTP 协议是在TCP 协议之上建立的，客户端和服务端在通过TCP协议建立连接后，通过明文传输HTTP报文，传输结束后断开TCP 。
HTTP 报文在TCP上是明文传输的，在TCP层可以拦截HTTP请求的报文，任何一个路由器节点可以查看、修改、拦截HTTP请求。
HTTP 协议的请求报文和响应报文的结构基本相同，由四部分组成：
- 请求行(request line)：由请求方法、URL(包含Query参数)和HTTP协议版本组成。
- 头部(header)：由多个key-value值组成。
- 空行：请求报文使用空行将请求头部和请求数据分隔。
- 实体：POST、PUT 等方法可以携带 Body。
请求行
请求报文里的起始行也就是请求行（request line），它简要地描述了客户端想要如何操作服务器端的资源。
请求行由三部分构成：
- 请求方法：是一个动词，如 GET/POST，表示对资源的操作；
- 请求目标：通常是一个 URI，标记了请求方法要操作的资源；
- 版本号：表示报文使用的 HTTP 协议版本。
这三个部分通常使用空格（space）来分隔，最后要用 CRLF 换行表示结束。
POST /search?q=http HTTP/1.1
状态行
响应报文里的起始行，在这里它不叫“响应行”，而是叫“状态行”（status line），意思是服务器响应的状态。
比起请求行来说，状态行要简单一些，同样也是由三部分构成：
- 版本号：表示报文使用的 HTTP 协议版本；
- 状态码：一个三位数，用代码的形式表示处理的结果，比如 200 是成功，500 是服务器错误；
- 原因：作为数字状态码补充，是更详细的解释文字，帮助人理解原因。
HTTP/1.1 200 OK
头部字段
请求行或状态行再加上头部字段集合就构成了 HTTP 报文里完整的请求头或响应头：
请求头和响应头的结构是基本一样的，唯一的区别是起始行。
头部字段是 key-value 的形式，key 和 value 之间用“:”分隔，最后用 CRLF 换行表示字段结束。比如在“Host: 127.0.0.1”这一行里 key 就是“Host”，value 就是“127.0.0.1”。
HTTP 头字段非常灵活，不仅可以使用标准里的 Host、Connection 等已有头，也可以任意添加自定义头，这就给 HTTP 协议带来了无限的扩展可能。
不过使用头字段需要注意下面几点：
- 字段名不区分大小写，例如“Host”也可以写成“host”，但首字母大写的可读性更好；
- 字段名里不允许出现空格，可以使用连字符“-”，但不能使用下划线“_”。例如，“test-name”是合法的字段名，而“test name”“test_name”是不正确的字段名；
- 字段名后面必须紧接着“:”，不能有空格，而“:”后的字段值前可以有多个空格；
- 字段的顺序是没有意义的，可以任意排列不影响语义；
- 字段原则上不能重复，除非这个字段本身的语义允许，例如 Set-Cookie。
实体
实体在请求里是POST、PUT等请求body里携带的内容，大部分情况下是 JSON，也可以是 Protobuf 等进行编码过的内容。
在响应里就是响应的实际内容，例如GET请求返回的HTML页面，或者JSON数据等等。
HTTPS
上面可以看到 HTTP 报文就是一个文本协议，可以看成一个字符串，这个字符串在 TCP 上是进行明文传输的，非常的不安全，所以为了数据安全传输，需要对这个字符串进行加密传输，这个加密的方法就是 HTTPS。
在请求发送时，还是正常的HTTP报文，然后通过 TLS协商密钥进行加密，传输到服务器上时再通过 协商密钥 进行解密。响应数据一样的加密解密。
具体HTTPS的过程可以看我的博客：HTTPS小故事
完整过程大致如下
- 客户端和服务器通过TCP三次握手建立连接。
- 客户端和服务器通过Socket发送和接收数据进行TLS握手生成协商密钥。
- 客户端使用协商密钥对HTTP请求报文进行加密。
- Socket通过TCP把加密后的HTTP请求报文发送到服务器。
- 服务器通过Socket获取加密后的HTTP请求报文。
- 服务器解密数据获取HTTP请求报文，进行解析。
- 服务器处理HTTP请求报文，生成一个HTTP响应报文。
- 服务器使用协商密钥对HTTP响应报文进行加密。
- 服务器使用Socket通过协商密钥把加密后的HTTP响应报文发送到客户端。
- 客户端收到加密数据进行解密，获取HTTP响应报文。
- 客户端和服务器通过TCP四次挥手取消连接。
参考
- 网络篇——七层协议、四层协议、TCP、HTTP、SOCKET、长短连接
- tcp, socket与http之间有什么关联?
- Socket接口使用方法
- 使用 Go 进行 Socket 编程 | 始于珞尘
- HTTP报文格式详解
- HTTP报文格式简介
