HTTP不同版本主要特性异同分析
HTTP
不同版本主要特性的一个概述和总结,希望能帮助到大家。HTTP1.0
早先1.0
的HTTP
版本,是一种无状态、无连接的应用层协议。
HTTP1.0
规定浏览器和服务器保持短暂的连接,浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP
连接,服务器处理完成后立即断开TCP
连接(无连接),服务器不跟踪每个客户端也不记录过去的请求(无状态)。
这种无状态性可以借助cookie/session
机制来做身份认证和状态记录。而下面两个问题就比较麻烦了。
首先,无连接的特性导致最大的性能缺陷就是无法复用连接。每次发送请求的时候,都需要进行一次TCP
的连接,而TCP
的连接释放过程又是比较费事的。这种无连接的特性会使得网络的利用率非常低。
其次就是就是队头阻塞(head of line blocking
)。由于HTTP1.0
规定下一个请求必须在前一个请求响应到达之前才能发送。假设前一个请求响应一直不到达,那么下一个请求就不发送,同样的后面的请求也给阻塞了。
为了解决这些问题,HTTP1.1
出现了。
HTTP1.1
对于HTTP1.1
,不仅继承了HTTP1.0
简单的特点,还克服了诸多HTTP1.0
性能上的问题。
首先是长连接,HTTP1.1
增加了一个Connection
字段,通过设置Keep-Alive
可以保持HTTP
连接不断开,避免了每次客户端与服务器请求都要重复建立释放建立TCP
连接,提高了网络的利用率。如果客户端想关闭HTTP
连接,可以在请求头中携带Connection: false
来告知服务器关闭请求。
其次,是HTTP1.1
支持请求管道化(pipelining
)。基于HTTP1.1
的长连接,使得请求管线化成为可能。管线化使得请求能够并行传输。举个例子来说,假如响应的主体是一个html
页面,页面中包含了很多img
,这个时候keep-alive
就起了很大的作用,能够进行并行发送多个请求。(客户端依据域名来向服务器建立连接,一般PC浏览器会针对单个域名的服务器同时建立6~8
个连接,手机端一般控制在4~6
个。这也是为什么很多大型网站设置不同的静态资源CDN域名来加载资源。)
需要注意的是,服务器必须按照客户端请求的先后顺序依次回送相应的结果,以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容。
也就是说,HTTP
管道化可以让我们把先进先出队列从客户端(请求队列)迁移到服务端(响应队列)。
如图所示,客户端同时发了两个请求分别来获取html
和css
,假如说服务器的css
资源先准备就绪,服务器也会先发送html
再发送css
。
同时,管道化技术只是使得客户端能够往一个服务器同时发送一组请求,假若客户端想往这个相同的服务器发起另一组请求,也必须等待上一组请求全部响应完毕。
可见,HTTP1.1
解决队头阻塞(head of line blocking
)还不彻底。同时“管道化”技术存在各种各样的问题,所以很多浏览器要么根本不支持它,要么就直接默认关闭,并且开启的条件很苛刻...
此外,HTTP1.1
还加入了缓存处理(强缓存和协商缓存[传送门]),支持断点传输,以及增加了Host字段(使得一个服务器能够用来创建多个Web站点)。
HTTP2.0
HTTP2.0
的新特性大致如下:
二进制分帧
HTTP2.0
通过在应用层和传输层之间增加一个二进制分帧层,突破了HTTP1.1
的性能限制、改进传输性能。
可见,虽然HTTP2.0
的协议和HTTP1.x
协议之间的规范完全不同了,但是实际上HTTP2.0
并没有改变HTTP1.x
的语义。
简单来说,HTTP2.0
只是把原来HTTP1.x
的header
和body
部分用frame
重新封装了一层而已。
多路复用(连接共享)
下面是几个概念:
流(
stream
):已建立连接上的双向字节流。消息:与逻辑消息对应的完整的一系列数据帧。
帧(
frame
):HTTP2.0
通信的最小单位,每个帧包含帧首部,至少也会标识出当前帧所属的流(stream id
)。
从图中可见,所有的HTTP2.0
通信都在一个连接上完成,这个连接可以承载任意数量的双向数据流。
每个数据流以消息的形式发送,而消息由一或多个帧组成。这些帧可以乱序发送,然后再根据每个帧首部的流标识符(stream id
)重新组装。
举个例子,每个请求是一个数据流,数据流以消息的方式发送,而消息又分为多个帧,帧首部记录着stream id
用来标识所属的数据流,不同属的帧可以在连接中随机混杂在一起。接收方可以根据stream id
将帧再归属到各自不同的请求当中去。
另外,多路复用(连接共享)可能会导致关键请求被阻塞。HTTP2.0
里每个数据流都可以设置优先级和依赖,优先级高的数据流会被服务器优先处理和返回给客户端,数据流还可以依赖其他的子数据流。
首部压缩
在HTTP1.x
中,首部元数据都是以纯文本的形式发送的,通常会给每个请求增加500~800字节的负荷。
比如说cookie
,默认情况下,浏览器会在每次请求的时候,把cookie
附在header
上面发送给服务器。(由于cookie
比较大且每次都重复发送,一般不存储信息,只是用来做状态记录和身份认证)
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,既避免了重复header
的传输,又减小了需要传输的大小。高效的压缩算法可以很大的压缩header
,减少发送包的数量从而降低延迟。
服务器推送
服务器除了对最初请求的响应外,服务器还可以额外的向客户端推送资源,而无需客户端明确的请求。
总结
HTTP1.0
无状态、无连接
HTTP1.1
持久连接
请求管道化
增加缓存处理
增加
Host
字段、支持断点传输等
HTTP2.0
二进制分帧
多路复用(或连接共享)
首部压缩
服务器推送
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