HTTP/2

http2:

1、二进制协议

2、多工

3、数据流

4、头信息压缩

5、服务器推送

一、二进制协议

HTTP/1.1 协议中头信息是文本(ASCII编码),数据体可以是二进制或者文本。而HTTP/2是一个彻底的二进制协议,头信息和数据体都是使用二进制,并且统称为“帧”:头信息帧和数据帧。

二进制协议一个好处是,可以定义额外的帧。为将来高级应用打好了基础。

二、多工

HTTP/2 复用TCP连接,在一个连接里,客户端和服务端都可以同时发送多个请求或响应,而且不用按照顺序一一对应,避免了“队头阻塞”。这样双向的、实时的通信,叫做多工。

三、数据流

因为HTTP/2 的数据包是不按顺序发送的,同一个连接里面连续的数据包,可能属于不同的回应。因此,必须要对数据包做标记,指出它属于哪个回应。HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包,称为一个数据流(stream)。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候,都必须标记数据流ID,用来区分它属于哪个数据流。另外还规定,客户端发出的数据流,ID一律为奇数,服务器发出的,ID为偶数。

四、头信息压缩

HTTP协议不带有状态,每次请求都必须附上所有信息,所以,请求的很多字段都是重复的,比如cookie和user agent,一模一样的内容,每次请求都必须携带,这会浪费带宽,影响速度。所以,HTTP/2做了优化,引入了头信息压缩机制,一方面,头信息使用gzip 或 compress压缩后再发送;另一方面,客户端和服务器同时维护一张头信息表,所有字段都会存入这个表,生成一个索引号,以后就不发送同样字段了,只发送索引号,这样就提高速度了。

五、服务器推送

HTTP/2 允许服务器未经请求,主动向客户端发送资源,这叫做服务器推送(server push)

常见场景是客户端请求一个网页,这个网页里面包含很多静态资源。正常情况下,客户端必须收到网页后,解析HTML源码,发现有静态资源,再发出静态资源请求。其实,服务器可以预期到客户端请求网页后,很可能会再请求静态资源,所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。

HTTP/1.1

1、持久连接

2、管道机制

3、Content-Length字段

4、分块传输编码

5、其他功能

6、缺点

一、持久连接(persistent connection)

即TCP连接默认不关闭,可以被多个请求复用,不用声明connection: keep-alive。客户端和服务器发现对方一段时间没有活动,就可以主动关闭连接。但是,规范的做法是,客户端在最后一个请求时,发送Connection: close,明确要求服务器关闭TCP连接。

Connection: close

目前同一个域名,大多数浏览器允许同时建立6个持久连接。

二、管道机制(pipelining)

即在同一个TCP连接里面,客户端可以同时发送多个请求。例如,管道机制允许浏览器同时发出A请求和B请求,但是服务器还是按照顺序,先回应A请求,完成后再回应B请求。

三、Content-Length字段

一个TCP连接现在可以传送多个回应,势必就要有一种机制,区分数据包是属于哪一个回应的。这就是Content-length字段的作用,声明本次回应的数据长度。


Content-Length: 3495

上面代码告诉浏览器,本次回应的长度是3495个字节,后面的字节就属于下一个回应了。

四、分块传输编码

使用Content-Length字段的前提条件是,服务器发送回应之前,必须知道回应的数据长度。

对于一些很耗时的动态操作来说,这意味着,服务器要等到所有操作完成,才能发送数据,显然这样的效率不高。更好的处理方法是,产生一块数据,就发送一块,采用"流模式"(stream)取代"缓存模式"(buffer)。

因此,1.1版规定可以不使用Content-Length字段,而使用"分块传输编码"(chunked transfer encoding)。只要请求或回应的头信息有Transfer-Encoding字段,就表明回应将由数量未定的数据块组成。Transfer-Encoding: chunked

五、其他功能

新增了许多动词方法:PUTPATCHHEAD、 OPTIONSDELETE

另外,客户端请求的头信息新增了Host字段,用来指定服务器的域名。


Host: www.example.com

有了Host字段,就可以将请求发往同一台服务器上的不同网站,为虚拟主机的兴起打下了基础。

六、缺点

虽然1.1版允许复用TCP连接,但是同一个TCP连接里面,所有的数据通信是按次序进行的。服务器只有处理完一个回应,才会进行下一个回应。要是前面的回应特别慢,后面就会有许多请求排队等着。这称为"队头堵塞"(Head-of-line blocking)。

为了避免这个问题,只有两种方法:一是减少请求数,二是同时多开持久连接。这导致了很多的网页优化技巧,比如合并脚本和样式表、将图片嵌入CSS代码、域名分片(domain sharding)等等。如果HTTP协议设计得更好一些,这些额外的工作是可以避免的。

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