HTTP1.1、HTTPS、HTTP2.0 、HTTP3.0

HTTP1.1

优点：

整体方面：简单、灵活和易于扩展、应用广泛和跨平台

性能方面：长连接、管道网络传输解决请求队头阻塞（没有使用）

缺点：

安全方面：无状态、明文窃听、伪装、篡改

性能方面：

• Header未经压缩就发送，只能压缩body，头部冗长
• 每次发送相同的首部造成比较多的性能浪费
• 响应队头阻塞
• 没有优先级控制权
• 服务器只能被动响应

如何优化：

• 使用缓存（本地缓存与协商缓存）避免发送HTTP请求
• 通过减少重定向次数、合并请求、延迟发送请求（按需获取）的方式在需要发送HTTP的时候，减少请求次数
• 减少服务器HTTP响应的数据大小（有损压缩和无损压缩）

HTTPS

与HTTP的区别：

• HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，存在安全风险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷，在 TCP 和 HTTP 网络层之间加入了 SSL/TLS 安全协议，使得报文能够加密传输。

• HTTP 连接建立相对简单， TCP 三次握手之后便可进行 HTTP 的报文传输。而 HTTPS 在 TCP 三次握手之后，还需进行 SSL/TLS 的握手过程，才可进入加密报文传输。

• 两者的默认端口不一样，HTTP 默认端口号是 80，HTTPS 默认端口号是 443。

• HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。

解决了HTTP的问题：

• 窃听风险，比如通信链路上可以获取通信内容，用户号容易没。
• 篡改风险，比如强制植入垃圾广告，视觉污染，用户眼容易瞎。
• 冒充风险，比如冒充淘宝网站，用户钱容易没。

如何优化：

HTTPS与HTTP多了一个TSL握手过程，目的是为了通过非对称加密协议交换对称加密的秘钥，这个过程最长会花费掉2RT的时间。这个过程是会产生新能消耗的，后面的对称加密环节消耗非常小，可以忽略。 除了握手过程会发生网络延时，同时一些步骤也会产生性能损耗。

具体体现为：

• 对于 ECDHE 密钥协商算法，握手过程中会客户端和服务端都需要临时生成椭圆曲线公私钥；
• 客户端验证证书时，会访问 CA 获取 CRL 或者 OCSP，目的是验证服务器的证书是否有被吊销；
• 双方计算 Pre-Master，也就是对称加密密钥；

 硬件层面的优化：因为 HTTPS 是属于计算密集型，应该选择计算力更强的 CPU，而且最好选择支持 AES-NI 特性的 CPU，这个特性可以在硬件级别优化 AES 对称加密算法，加快应用数据的加解密。

软件层面的优化：把软件升级成较新的版本，比如将 Linux 内核 2.X 升级成 4.X，将 openssl 1.0.1 升级到 1.1.1

协议层面的优化：

• 密钥交换算法应该选择 ECDHE 算法，而不用 RSA 算法，因为 ECDHE 算法具备前向安全性，而且客户端可以在第三次握手之后，就发送加密应用数据，节省了 1 RTT。
• 将 TLS1.2 升级 TLS1.3，因为 TLS1.3 的握手过程只需要 1 RTT，而且安全性更强。

对于证书优化的方向：

• 服务器应该选用 ECDSA 证书，而非 RSA 证书，因为在相同安全级别下，ECC 的密钥长度比 RSA 短很多，这样可以提高证书传输的效率；
• 服务器应该开启 OCSP Stapling 功能，由服务器预先获得 OCSP 的响应，并把响应结果缓存起来，这样 TLS 握手的时候就不用再访问 CA 服务器，减少了网络通信的开销，提高了证书验证的效率；

重连方面：

对于重连 HTTPS 时，我们可以使用一些技术让客户端和服务端使用上一次 HTTPS 连接使用的会话密钥，直接恢复会话，而不用再重新走完整的 TLS 握手过程。

常见的会话重用技术有 Session ID 和 Session Ticket，用了会话重用技术，当再次重连 HTTPS 时，只需要 1 RTT 就可以恢复会话。对于 TLS1.3 使用 Pre-shared Key 会话重用技术，只需要 0 RTT 就可以恢复会话。

这些会话重用技术虽然好用，但是存在一定的安全风险，它们不仅不具备前向安全，而且有重放攻击的风险，所以应当对会话密钥设定一个合理的过期时间。

HTTP2.0 

优点（相对于1.1） ：

性能方面：

• 头部压缩，如果多个请求的头部相同，协议会自动帮助消除重复的部分（原理是维护了一个车表，使用索引来记录字段，如果是相同的字段，直接使用索引即可）
• 报文形式采用二进制格式，使用了静态表
• 并发传输，引入了Stream的概念，在HTTP层解决了队头阻塞的问题
• 服务器主动推送

缺点：

1. 一旦发生了丢包现象，就会触发 TCP 的重传机制，这样在一个 TCP 连接中的所有的 HTTP 请求都必须等待这个丢了的包被重传回来。

HTTP/3 

（QUIC协议）优点 ：

• 把HTTP下面的TCP协议换成了UDP，解决了队头阻塞问题，同一个连接上面并发传输多个Stream（http请求），不同的Stream不会互相影响
• 更快的连接建立，解决TCP与TLS的握手时间延迟
• 连接迁移