HTTP/2 Features and iOS or Android Useage

HTTP

  • 超文本傳輸協(xié)議(HyperText Transfer Protocol)
  • 客戶端與服務(wù)器應(yīng)答標(biāo)準(zhǔn)
  • 基于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議
  • 91年發(fā)布HTTP/0.9，96年HTTP/1.0, 99年HTTP/1.1
  • 2015年HTTP/2 Spec 發(fā)布 RFC 7540

HTTP/0.9 - HTTP/1.1

  • 0.9僅有一個(gè)Get方法
  • 1.0增加若干內(nèi)容如Post Head，不支持永久TCP連接...
  • 1.1版本增加更多內(nèi)容，支持持久連接，管道機(jī)制，緩存...

HTTP面臨的問(wèn)題

  • TCP不能夠充分被利用
  • 網(wǎng)絡(luò)差就會(huì)延遲
  • 目前優(yōu)化HTTP的方案都比較繁瑣
  • HTTP包含太多的細(xì)節(jié)和可選部分，過(guò)于龐大
  • HTTP Pipelinging(通過(guò)管線提高TCP利用率)，會(huì)隊(duì)頭阻塞（Head-of-line blocking）
  • 延遲，HTTP Streaming延遲
  • 請(qǐng)求的內(nèi)容越來(lái)越大
WebRequest

目前的解決方法

  • 合并腳本
  • 樣式表
  • 圖片嵌入CSS
  • 域名分片

SPDY（Speed）

  • 由Google開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)目的在于降低網(wǎng)頁(yè)的加載時(shí)間
  • SPDY不用于替換HTTP，只是修改了HTTP的傳輸方式
  • 有多路復(fù)用，優(yōu)先級(jí)，和壓縮的特性
  • 僅支持在TLS(安全傳輸層協(xié)議)層
  • SPDY是Google的注冊(cè)商標(biāo)

HTTP/2

  • 基于SPDY草案修改
  • 在現(xiàn)有協(xié)議上之上構(gòu)建的新協(xié)議，保留現(xiàn)有
  • 更好的利用TCP特性來(lái)減少傳輸過(guò)程中的等待和暫停
  • 更好的Web體驗(yàn)
  • HTTP/2 是google開(kāi)發(fā)的 SPDY協(xié)議的一個(gè)子集
  • 解決隊(duì)頭阻塞(Head-of-line blocking)問(wèn)題
  • 下一個(gè)協(xié)議是HTTP/3
  • RFC 7540

HTTP/2特性

與HTTP1.x兼容

使用NPN或者ALPN在請(qǐng)求之前確定應(yīng)該如何使用哪種協(xié)議來(lái)通訊.

  • ALPN(Application Layer Protocol Negotiation)(HTTP2)
  • NPN(Next Protocol Negotiation)(SYPD)

NPN與ALPN的區(qū)別在于: 誰(shuí)來(lái)決定會(huì)話所使用的協(xié)議
ALPN：客戶端先發(fā)送一個(gè)協(xié)議優(yōu)先級(jí)列表給服務(wù)器，有服務(wù)器選擇合適的
NPN：服務(wù)通知客戶端所有它支持的格式，客戶端來(lái)選合適的進(jìn)行通信

NPN已經(jīng)被ALPN取代

二進(jìn)制協(xié)議

  • HTTP由文本協(xié)議變成二進(jìn)制協(xié)議
  • 為了更好的實(shí)現(xiàn)成幀，使用文本再數(shù)據(jù)處理會(huì)很繁瑣
  • 一個(gè)幀包含數(shù)據(jù)幀和頭幀

  • 使用curl或者Wireshark來(lái)解析


幀

  • 連接建立之后之后用幀來(lái)傳輸數(shù)據(jù)
  • Length表示幀的大小
  • Type類型定義了剩余的幀報(bào)頭和幀主體將如何被解釋
  • Flags在不同幀類型賦予不同的語(yǔ)義
  • StreamIdentifier流的標(biāo)識(shí)符號(hào)，用于確定是那個(gè)流的幀
  • FramePayload 數(shù)據(jù)
  • 目前已定義的幀有10種DATA、HEADERS、PRIORITY 、RST_STREAM、SETTINGS、PUSH_PROMISE、PING、GOAWAY、WINDOW_UPDATE、CONTINUATION

多路復(fù)用Multiplexing

  • 在一個(gè)TCP連接里，可以發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求或回應(yīng)，可以不按照順序發(fā)送

Multiplexing 在一個(gè)TCP連接里，服務(wù)器同時(shí)收到了A請(qǐng)求和B請(qǐng)求，于是先回應(yīng)A請(qǐng)求，結(jié)果發(fā)現(xiàn)處理過(guò)程非常耗時(shí)，于是就發(fā)送A請(qǐng)求已經(jīng)處理好的部分，接著回應(yīng)B請(qǐng)求，完成后，再發(fā)送A請(qǐng)求剩下的部分。 ——

數(shù)據(jù)流

  • 每個(gè)請(qǐng)求或回應(yīng)的數(shù)據(jù)包為一個(gè)流
  • 每個(gè)流都會(huì)有一個(gè)StreamID，由啟動(dòng)流的終端分配
  • 客戶端可以定義流的并發(fā)量

優(yōu)先級(jí)和依賴性

  • 每個(gè)的幀頭都會(huì)包含流的優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)
  • 可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)幀來(lái)調(diào)整已經(jīng)發(fā)送的流的優(yōu)先級(jí)
  • 沒(méi)有明確指定使用默認(rèn)值
  • 流可以顯示依賴其他流

頭壓縮 HPack

  • HTTP屬于無(wú)狀態(tài)協(xié)議，表示每次請(qǐng)求都會(huì)攜帶相同的信息，為了減少冗余信息使用了HPACK機(jī)制來(lái)對(duì)請(qǐng)求頭進(jìn)行壓縮
  • 使用了默認(rèn)的Static Table 和 可以由客戶端添加字段的Dynamic Table
  • 使用哈夫曼編碼
  • 壓縮效率高效
  • RFC 7541

中斷請(qǐng)求

  • 如果想取消一個(gè)請(qǐng)求只需要發(fā)送RST_STREAM 幀就可以了

服務(wù)器推送

  • 可以在沒(méi)有請(qǐng)求的情況下主動(dòng)向客戶端推送內(nèi)容
  • 客戶端可以選擇是否中斷推送

    ServerPush-1294

HTTP連接管理

HTTP/2連接是永久性的。為了最佳的性能，它期待直到確定與服務(wù)端的進(jìn)一步溝通不再必要的時(shí)候，客戶端才會(huì)關(guān)閉連接(例如，當(dāng)用戶導(dǎo)航到其他特定的網(wǎng)頁(yè))，或者直到服務(wù)端關(guān)閉連接。

Chrome Debug

  1. 使用Node.js 搭建一個(gè)建議HTTP2服務(wù)器
    https://github.com/molnarg/node-http2

  2. 使用Developer Tools來(lái)查看HTTP與HTTP/2的區(qū)別



    可以看出HTTP/2使用一條TCP連接完成所有的資源請(qǐng)求

  3. 查看HTTP/2的建立與幀傳輸
    chrome://net-internals/#http2

  4. WireShark也支持抓包，不過(guò)因?yàn)镠TTP/2走了TLS，所以要做一些代理處理，不做解釋。

Mobie

iOS

NSURLSession

  • NSURLSession在iOS9.0之支持HTTP/2,SYPD
  • 開(kāi)發(fā)者不需做修改
  • iOS10之后支持調(diào)試可查看請(qǐng)求使用的協(xié)議
  • 推測(cè)通過(guò)NSURLSession通過(guò)curl實(shí)現(xiàn)HTTP2...（經(jīng)過(guò)ida拆解只找到使用了和curl相同的HTTP/2頭解析庫(kù)??）

ASPN

  • New provider API
  • ASPN服務(wù)使用HTTP/2來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)減少TCP連接大幅度提升服務(wù)器效率，減少服務(wù)端壓力

總結(jié)

iOS同學(xué)基本上,如果使用了URLSession去做網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求可以啥都不用干，只要Server支持HTTP/2就可以了

Android

沒(méi)有寫過(guò)安卓...本部分僅參考

OKHttp

  • 安卓端的一個(gè)HTTP的實(shí)現(xiàn)
  • JAVA實(shí)現(xiàn)了HTTP/2
  • 據(jù)Android同學(xué)SK IMSK 分享，該庫(kù)在重用TCP方面做的非常好

REF

http://kamranahmed.info/blog/2016/08/13/http-in-depth/ HTTP協(xié)議簡(jiǎn)介
https://github.com/square/okhttp 安卓Http網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的實(shí)現(xiàn)
https://github.com/kylef/hpack.swift hpackSwift實(shí)現(xiàn)
https://github.com/curl/curl libcurl
https://github.com/nghttp2/nghttp2 curl里HPack的實(shí)現(xiàn)
https://github.com/apple/swift-corelibs-foundation Swift版本Foundation實(shí)現(xiàn)
http://opensource.apple.com/source/CF/CF-1153.18/
https://http2.github.io/
http://httpwg.org/specs/rfc7540.html RFC7540 HTTP2.0詳細(xì)實(shí)現(xiàn)
http://www.chromium.org/spdy/spdy-whitepaper
https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2016/711/ NSURLSession: New Features and Best Practices
https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2015/711/ Networking with NSURLSession
https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2015/720/ What’s New in Notifications
https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2015/724/
What’s New in Apple Push Notification Service

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