ALPN相关

1. 为什么需要ALPN

　　TLS只负责建立加密通道，不负责上层到底是什么应用，所以如果用户想在1个地址上支持多种应用协议，比如1个443端口，既想支持HTTP/1.1，还能支持HTTP/2、SPDY/1，没有ALPN（App-Layer Protocol Negotiation）的话，用户需要在ssl建立连接之后，再协商是用哪个协议，然后分发到各个协议的处理流程中，这样多了一个来回。ALPN把应用层协商附带到握手协商中，让用户在握手建立之后就立即知道使用的应用协议，这样节省了一个来回。

2. TLS中的具体实现

　　主要见 RFC 7301。

　　ALPN作为扩展项存在ClientHello和ServerHello中，ALPN格式为：

enum {
       application_layer_protocol_negotiation(16), (65535)
} ExtensionType;

The "extension_data" field of the ("application_layer_protocol_negotiation(16)") extension SHALL
contain a "ProtocolNameList" value.

opaque ProtocolName<1..2^8-1>;

struct {
       ProtocolName protocol_name_list<2..2^16-1>
} ProtocolNameList;

　　协商过程:

client在ClientHello中设置期望的协议列表，优先支持的放在前边。
server设置支持的应用协议列表，优先支持的放到前边。收到ClientHello后，应用选择支持的协议。
server在ServerHello中返回支持的1个应用协议，此后的应用层就使用该协议。
client收到ServerHello中的应用协议，此后的应用层就使用该协议。
如果server没有支持的协议，会返回握手失败的警告。

　　需要注意的是ALPN协商每次都在握手的时候进行，不会保存到session中，所以即使会话恢复，也会重新协商。会话恢复是TLS层的东西，不是应用层的，不管是哪个协议的应用，都可以使用TLS恢复的会话。

3. openssl中的接口

// client或者server设置支持的应用协议，格式是带1个字节长度前缀的协议，类似
// "\x08HTTP/1.1" 或者 "\x08HTTP/1.1\x06SPDY/1"
int SSL_CTX_set_alpn_protos(SSL_CTX *ctx, const unsigned char *protos,
                             unsigned int protos_len);
int SSL_set_alpn_protos(SSL *ssl, const unsigned char *protos,
                         unsigned int protos_len);

// 设置协商回调，server在收到ALPN时会调用该回调，让用户去进行协商和一些其他操作
void SSL_CTX_set_alpn_select_cb(SSL_CTX *ctx,
                                 int (*cb) (SSL *ssl,
                                            const unsigned char **out,
                                            unsigned char *outlen,
                                            const unsigned char *in,
                                            unsigned int inlen,
                                            void *arg), void *arg);

// openssl提供的标准的协商过程，应用可以在握手的时候就知道准备用什么协议了。
// 该函数应该在SSL_CTX_set_alpn_select_cb()设置的回调中使用
int SSL_select_next_proto(unsigned char **out, unsigned char *outlen,
                           const unsigned char *server,
                           unsigned int server_len,
                           const unsigned char *client,
                           unsigned int client_len)


//  取出已经协商好的应用协议
void SSL_get0_alpn_selected(const SSL *ssl, const unsigned char **data,
                             unsigned int *len);

参考

RFC 7301