20 世纪 60 年代,美国国防部高等研究计划署(ARPA)建立了 ARPA 网,这被认为是互联网的起源。70 年代,研究人员基于对 ARPA 网的实践和思考,发明出了著名的 TCP/IP 协议。该协议具有良好的分层结构和稳定的性能,并在 80 年代中期进入了 UNIX 系统内核,促使更多的计算机接入了网络。
1989 年,蒂姆伯纳斯-李博士发表了一篇论文,提出了在互联网上构建超链接文档系统的构想。在篇文章中他确立了三项关键技术:URI、HTML、HTTP。
以下是HTTP发展年鉴表:
HTTP1.0最早在网页中使用是在1996年,主要就是为了将超文本标记语言(HTML)文档从Web服务器传送到客户端的浏览器。也是说对于前端来说,我们所写的HTML页面将要放在我们的web服务器上,用户端通过浏览器访问url地址来获取网页的显示内容,但是到了WEB2.0以来,我们的页面变得复杂,不仅仅单纯的是一些简单的文字和图片,同时我们的HTML页面有了CSS,Javascript,来丰富我们的页面展示,当ajax的出现,我们又多了一种向服务器端获取数据的方法,这些其实都是基于HTTP协议的。
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)是一种用于传输超文本的协议,负责在客户端和服务器之间传递和交换数据。下面是HTTP 1.0、HTTP 1.1和HTTP 2.0之间的主要区别:
①.在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准,HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag,If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。
②.带宽优化及网络连接的使用,HTTP1.0中,存在一些浪费带宽的现象,例如客户端只是需要某个对象的一部分,而服务器却将整个对象送过来了,并且不支持断点续传功能,HTTP1.1则在请求头引入了range头域,它允许只请求资源的某个部分,即返回码是206(Partial Content),这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。
③.错误通知的管理,在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码,如409(Conflict)表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突;410(Gone)表示服务器上的某个资源被永久性的删除。
④.Host头处理,在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址,因此,请求消息中的URL并没有传递主机名(hostname)。但随着虚拟主机技术的发展,在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机(Multi-homed Web Servers),并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域,且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误(400 Bad Request)。
⑤.长连接,HTTP1.1支持长连接(PersistentConnection)和请求的流水线(Pipelining)处理,在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应,减少了建立和关闭连接的消耗和延迟,在HTTP1.1中默认开启Connection: keep-alive,一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。
①.新的二进制格式(Binary Format),HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷,文本的表现形式有多样性,要做到健壮性考虑的场景必然很多,二进制则不同,只认0和1的组合。基于这种考虑HTTP2.0的协议解析决定采用二进制格式,实现方便且健壮。
②.多路复用(MultiPlexing),即连接共享,即每一个request都是是用作连接共享机制的。一个request对应一个id,这样一个连接上可以有多个request,每个连接的request可以随机的混杂在一起,接收方根据request的 id将request再归属到各自不同的服务端请求里面。
③.header压缩,如上文中所言,对前面提到过HTTP1.x的header带有大量信息,而且每次都要重复发送,HTTP2.0使用encoder来减少需要传输的header大小,通讯双方各自cache一份header fields表,差量更新HTTP头部,只发送改变的,既避免了重复header的传输,又减小了需要传输的大小。
④.服务端推送(server push),同SPDY一样,HTTP2.0也具有server push功能。
HTTP 3.0,也称为HTTP over QUIC(Quick UDP Internet Connections),是基于UDP协议的下一代HTTP协议。相对于HTTP 2.0,HTTP 3.0引入了一些新的特性和改进:
①.基于UDP协议:HTTP 3.0使用QUIC协议(Quick UDP Internet Connections)代替了TCP协议作为传输层协议。UDP协议相比TCP协议具有更低的延迟和更好的拥塞控制,能够提供更好的性能和效率。
②.0-RTT连接建立:HTTP 3.0引入了0-RTT(Zero Round-Trip Time)连接建立。这意味着客户端可以在第一次连接时发送加密数据,而无需等待服务器的响应,从而减少了握手的延迟。
③.多路复用:HTTP 3.0保留了HTTP 2.0的多路复用特性,允许在一个连接上同时发送多个请求和响应。这可以减少连接的数量,提高网络的利用率和性能。
④.头部压缩:HTTP 3.0使用了与HTTP 2.0相同的头部压缩机制,可以减小请求和响应的头部大小,减少了网络传输的开销。
⑤.服务器推送:HTTP 3.0支持服务器推送,服务器可以在客户端请求之前主动将资源推送给客户端,从而加快页面加载速度,提供更好的用户体验。
⑥.容错性:HTTP 3.0具有更好的容错性,当网络发生变化时,可以更快地恢复连接,避免了TCP的连接重启所需的握手延迟。
这些新特性使得HTTP 3.0在性能、效率和安全性方面有所提升。然而,由于HTTP 3.0仍然处于实验阶段,并且在广泛部署和普及方面还存在一些挑战,因此在实际应用中还未得到广泛支持。
特性 | HTTP 1.0 | HTTP 1.1 | HTTP 2.0 | HTTP 3.0 |
---|---|---|---|---|
并发连接数量 | 单一请求一个连接 | 多个请求多个连接 | 多个请求单一连接 | 多个请求多个连接 |
请求流水线 | 不支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
请求头压缩 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
数据压缩 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
二进制传输 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
多路复用 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
服务器推送 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
加密 | 可选 | 可选 | 可选 | 强制 |
连接建立优化 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
QUIC协议使用 | 不支持 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
协议版本 | 解决的核心问题 | 解决方式 |
---|---|---|
0.9 | HTML 文件传输 | 确立了客户端请求、服务端响应的通信流程 |
1.0 | 不同类型文件传输 | 设立头部字段 |
1.1 | 创建/断开 TCP 连接开销大 | 建立长连接进行复用 |
2 | 并发数有限 | 二进制分帧 |
3 | TCP 丢包阻塞 | 采用 UDP 协议 |
需要注意的是,HTTP 1.1目前仍然是最广泛使用的HTTP协议版本。这些不同版本的HTTP协议在性能、效率、安全性和功能方面有所不同,HTTP 2.0和HTTP 3.0在多路复用、头部压缩和服务器推送等方面进行了较大的改进和优化,提供了更好的性能和用户体验。HTTP 3.0作为最新的版本,目前仍在发展和探索中,尚未得到广泛支持。