HTTP 握手¶

HTTP 本身没有应用层握手，但底层的 TCP 和 TLS 各自有独立的握手流程

核心概念¶

TCP 三次握手 — 所有 HTTP 连接建立前的基础，客户端与服务器确认彼此收发能力
TLS 握手 — HTTPS 场景下在 TCP 之上完成密钥协商和证书验证
HTTP/2 SETTINGS 交换 — 应用层的"半个握手"，双方协商连接参数
QUIC 握手 — HTTP/3 将传输层和加密层合二为一，一次握手同时完成建连和加密

详解¶

TCP 三次握手¶

每次 HTTP 通信之前，底层都要先完成 TCP 三次握手：

sequenceDiagram
    participant C as 客户端
    participant S as 服务器
    C->>S: SYN（我要连接）
    S->>C: SYN-ACK（收到，我也准备好了）
    C->>S: ACK（确认，开始传数据）

阶段	方向	标志位	作用
第一次	客户端 → 服务器	SYN	客户端发起连接请求
第二次	服务器 → 客户端	SYN-ACK	服务器确认并回应
第三次	客户端 → 服务器	ACK	客户端确认，连接建立

三次握手的本质是**双方各确认一次收发能力**，确保连接可靠。

TLS 握手（HTTPS）¶

在 TCP 握手之后、HTTP 请求之前完成：

TLS 版本	握手耗时	说明
TLS 1.2	2-RTT（两个来回）	需要两次往返完成密钥协商
TLS 1.3	1-RTT（一个来回）	优化了握手流程
TLS 1.3 0-RTT	0-RTT	恢复会话时无需额外往返

TLS 握手完成的事：

证书验证：确认服务器身份，防止中间人攻击
密钥协商：生成对称加密密钥
加密套件确定：双方商定使用的加密算法

HTTP/1.0 和 HTTP/1.1¶

这两个版本**没有应用层握手**——TCP 连上、TLS 握完，直接发 HTTP 请求。

# TCP 连接建立后，直接发请求
GET /index.html HTTP/1.1
Host: example.com

HTTP/2 的 SETTINGS 交换¶

HTTP/2 在连接建立后有一个应用层初始化过程：

sequenceDiagram
    participant C as 客户端
    participant S as 服务器
    Note over C,S: TCP + TLS 握手完成
    C->>S: SETTINGS 帧（我的能力参数）
    S->>C: SETTINGS 帧（我的能力参数）
    C->>S: SETTINGS ACK
    S->>C: SETTINGS ACK
    Note over C,S: 可以开始发送请求了

双方通过 SETTINGS 帧交换参数，如最大并发流数、窗口大小等。这不算严格的"握手"，但起到类似的协商作用。

HTTP/3 (QUIC)¶

HTTP/3 基于 QUIC 协议，QUIC 运行在 UDP 之上：

graph LR
    A[QUIC] --> B[内置 TLS 1.3]
    A --> C[内置可靠传输]
    A --> D[多路复用]
    A --> E[0-RTT 恢复]

QUIC 把传输层握手和 TLS 1.3 握手**合二为一**
首次连接只需 1-RTT
恢复连接可达 0-RTT
解决了 TCP 的队头阻塞问题（单个流丢包不影响其他流）

各层握手对比¶

层级	协议	有握手？	耗时
传输层	TCP	✅ 三次握手	1-RTT
安全层	TLS 1.2	✅ 密钥协商	2-RTT
安全层	TLS 1.3	✅ 密钥协商	1-RTT
应用层	HTTP/1.x	❌ 无	—
应用层	HTTP/2	半个（SETTINGS）	~0.5-1 RTT
传输+安全	HTTP/3 (QUIC)	✅ 内置 TLS 1.3	1-RTT / 0-RTT

常见陷阱¶

误区：认为 HTTPS 只多了一次握手

HTTPS 的额外开销不仅是 TLS 握手本身。如果 CDN、代理层多，TLS 握手可能要打好几次。理解每一层的握手才能优化延迟。

0-RTT 并非免费

TLS 1.3 的 0-RTT 恢复虽然快，但存在**重放攻击**风险。0-RTT 发送的数据不能保证幂等性，因此不适合做敏感操作（如支付）。

练习题¶

为什么 TCP 握手是三次而不是两次？

答案

两次握手无法防止**已失效的连接请求**到达服务器。如果客户端的旧 SYN 延迟到达，服务器会误以为是新请求并建立连接，白白浪费资源。三次握手让客户端有最后一次确认的机会，丢弃过期请求。

HTTP/2 的 SETTINGS 交换和 TCP 三次握手有什么区别？

答案

TCP 三次握手发生在传输层，目的是建立可靠的字节流通道。HTTP/2 的 SETTINGS 交换发生在应用层，目的是协商 HTTP 协议参数（如最大并发流、窗口大小等）。TCP 握手解决的是"能不能通信"，SETTINGS 解决的是"怎么高效通信"。