HTTP2 连通性测试

Introduction to HTTP/2

HTTP: HTTP/1.X - High Performance Browser Networking (O'Reilly)

HTTP/2(超文本传输协议第2版,最初命名为HTTP 2.0),简称为h2(基于TLS/1.2或以上版本的加密连接)或h2c(非加密连接), HTTP/2 是 HTTP 协议的第二个主要版本,用于在 Web 服务器和客户端之间传输数据。

HTTP/2 是 HTTP 协议自 1999 年 HTTP 1.1 的改进版 RFC 发布后的首个更新,主要基于 SPDY 协议。

多数主流浏览器已经在 2015 年底支持了该协议。

HTTP/2是一种网络协议,是HTTP/1.1的升级版,由IETF在2015年发布。HTTP/2旨在提高Web性能,减少延迟,增加安全性,使Web应用更加快速、高效和可靠。

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HTTP/2 vs HTTP/1.1

高健壮性

HTTP/1.1,使用基于文本格式,文本表现形式多样、场景多,健壮性不足。HTTP/2使用二进制格式,只有0和1的组合,选择二进制传输,协议解析实现方便且健壮。

高性能

HTTP连接会随着时间进行自我调节,起初会限制连接的最大速度,如果数据成功传输,会随着时间的推移提高传输的速度。这种调节被称为TCP慢启动。这种调节让具有突发性和短时性的HTTP连接变的十分低效。HTTP/2通过多路复用让所有数据流使用同一个连接,有效使用TCP连接,让高带宽也能真正的服务于HTTP的性能提升。

HTTP/2在应用层和传输层之间增加了二进制分帧,突破了HTTP/1.1性能限制,改进传输性能,实现低延迟和高吞吐量。

网络开销低

HTTP/2使用HPACK算法来压缩每次请求连接的头字段,降低了网络开销。HPACK算法可以减少需要传输的头字段大小,通讯双方通过建立和维护头字段表,字段表中使用长度较小的索引号表示重复的字符串,在用Huffman编码压缩数据,既避免了重复头字段的传输,又减小了需要传输的大小。

HTTP/2 特点

下面是 HTTP/2 的一些特点和改进之处:

  • 多路复用:HTTP/2 允许同时发送多个请求和响应,而不是像 HTTP/1.1 一样只能一个一个地处理。这样可以减少延迟,提高效率,提高网络吞吐量。

  • 二进制传输:HTTP/2 使用二进制协议,与 HTTP/1.1 使用的文本协议不同。二进制协议可以更快地解析,更有效地传输数据,减少了传输过程中的开销和延迟。

  • 头部压缩:HTTP/2 使用 HPACK 算法对 HTTP 头部进行压缩,减少了头部传输的数据量,从而减少了网络延迟。

  • 服务器推送:HTTP/2 支持服务器推送,允许服务器在客户端请求之前推送资源,以提高性能。

  • 改进的安全性:HTTP/2 默认使用 TLS(Transport Layer Security)加密传输数据,提高了安全性。

  • 兼容 HTTP/1.1:HTTP/2 可以与 HTTP/1.1 共存,服务器可以同时支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2。如果客户端不支持 HTTP/2,服务器可以回退到 HTTP/1.1。

多路复用

1、http2.0将传统的http1.1请求的报文(header+body)拆分成二进制流的数据帧。

2、二进制数据帧成为了http2.0请求和响应的最小传输单位。

3、http1.1的一次请求作为一个流,一个流拆分为多个二进制数据帧。

4、每一个二进制数据帧上携带流id标识是哪个请求。

5、 server端在接收数据的时候,将多个具有相同流id的二进制数据帧整合成一个请求。

6、在一个tcp连接上,能够实现多个请求混发,解决了线头阻塞的问题。


 

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二进制分帧

HTTP/2所有性能增强的核心在于新的二进制分帧层,如下图所示,它是所有其他功能和性能优化的基础,它定义了如何封装HTTP消息并在客户端与服务器之间传输。


二进制分帧

HTTP/2没有改动HTTP的应用语义,仍然使用HTTP的请求方法、状态码和头字段等规则,它主要修改了HTTP的报文传输格式。HTTP/1.1协议以换行符作为纯文本的分隔符,而HTTP/2将所有传输的信息分割为更小的消息和帧,并采用二进制格式对它们编码,这些帧对应着特定数据流中的消息,他们都在一个TCP连接内复用。

首部压缩

HTTP每次请求或响应都会携带首部信息用于描述资源属性。HTTP/1.1使用文本的形式传输消息头,消息头中携带cookie每次都需要重复传输几百到几千的字节,这十分占用资源。

压缩原理:HTTP/2使用了HPACK算法来压缩头字段,这种压缩格式对传输的头字段进行编码,减少了头字段的大小。同时,在两端维护了索引表,用于记录出现过的头字段,后面在传输过程中就可以传输已经记录过的头字段的索引号,对端收到数据后就可以通过索引号找到对应的值。

用header字段表里的索引代替实际的header。把常用的 http Header存放在表里,请求的时候便只需要发送在表里的索引位置即可。

例如 :method=GET 使用索引值 2 表示,:path=/index.html 使用索引值 5 表示,如下图:

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服务端收到请求后,会将这个 User-Agent 添加到 Dynamic Table 缓存起来,分配一个新的索引值。客户端下一次请求时,假设上次请求User-Agent的在表中的索引位置是 62, 此时只需要发送 0xBE(同样的,高位置 1),便可以代表:User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/33.0.1750.146 Safari/537.36。

其过程如下图所示:

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服务器推送

HTTP2.0的一个强大的新功能,就是服务器可以对一个客户端请求发送多个响应。服务器向客户端推送资源无需客户端明确的请求。服务端根据客户端的请求,提前返回多个响应,推送额外的资源给客户端。如下图所示,客户端请求stream 1,服务端在返回stream 1的消息的同时推送了stream 2和stream 4。

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不过与之相比,服务器推送还有一个很大的优势:可以缓存!也让在遵循同源的情况下,不同页面之间可以共享缓存资源成为可能。

注意两点:

1、推送遵循同源策略;

2、这种服务端的推送是基于客户端的请求响应来确定的。

Nginx支持HTTP2.0

然后执行如下命令,进行编译安装。

./configure --prefix=/usr/local/nginx  --with-http_stub_status_module  --with-http_ssl_module  --with-http_v2_module

make
make install

更改nginx配置

安装结束后将nginx.config文件中443端口添加http2;

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