HTTP http2和http1.X的區(qū)別

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Http2和Http1.X的區(qū)別

(1).HTTP2使用的是二進制傳送,HTTP1.X是文本(字符串)傳送。

二進制傳送的單位是幀和流。幀組成了流,同時流還有流ID標示

(2).HTTP2支持多路復(fù)用

因為有流ID,所以通過同一個http請求實現(xiàn)多個http請求傳輸變成了可能,可以通過流ID來標示究竟是哪個流從而定位到是哪個http請求

(3).HTTP2頭部壓縮

HTTP2通過gzip和compress壓縮頭部然后再發(fā)送,同時客戶端和服務(wù)器端同時維護一張頭信息表,所有字段都記錄在這張表中,這樣后面每次傳輸只需要傳輸表里面的索引Id就行,通過索引ID查詢表頭的值

(4).HTTP2支持服務(wù)器推送

HTTP2支持在未經(jīng)客戶端許可的情況下,主動向客戶端推送內(nèi)容

一、HTTP的歷史

早在 HTTP 建立之初,主要就是為了將超文本標記語言(HTML)文檔從Web服務(wù)器傳送到客戶端的瀏覽器。也是說對于前端來說,我們所寫的HTML頁面將要放在我們的 web 服務(wù)器上,用戶端通過瀏覽器訪問url地址來獲取網(wǎng)頁的顯示內(nèi)容,但是到了 WEB2.0 以來,我們的頁面變得復(fù)雜,不僅僅單純的是一些簡單的文字和圖片,同時我們的 HTML 頁面有了 CSS,Javascript,來豐富我們的頁面展示,當(dāng) ajax 的出現(xiàn),我們又多了一種向服務(wù)器端獲取數(shù)據(jù)的方法,這些其實都是基于 HTTP 協(xié)議的。同樣到了移動互聯(lián)網(wǎng)時代,我們頁面可以跑在手機端瀏覽器里面,但是和 PC 相比,手機端的網(wǎng)絡(luò)情況更加復(fù)雜,這使得我們開始了不得不對 HTTP 進行深入理解并不斷優(yōu)化過程中。

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二、HTTP的基本優(yōu)化

影響一個 HTTP 網(wǎng)絡(luò)請求的因素主要有兩個:帶寬和延遲。

  • 帶寬:如果說我們還停留在撥號上網(wǎng)的階段,帶寬可能會成為一個比較嚴重影響請求的問題,但是現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)已經(jīng)使得帶寬得到極大的提升,我們不再會擔(dān)心由帶寬而影響網(wǎng)速,那么就只剩下延遲了。

  • 延遲:

  • 瀏覽器阻塞(HOL blocking):瀏覽器會因為一些原因阻塞請求。瀏覽器對于同一個域名,同時只能有 4 個連接(這個根據(jù)瀏覽器內(nèi)核不同可能會有所差異),超過瀏覽器最大連接數(shù)限制,后續(xù)請求就會被阻塞。

  • DNS 查詢(DNS Lookup):瀏覽器需要知道目標服務(wù)器的 IP 才能建立連接。將域名解析為 IP 的這個系統(tǒng)就是 DNS。這個通??梢岳肈NS緩存結(jié)果來達到減少這個時間的目的。

  • 建立連接(Initial connection):HTTP 是基于 TCP 協(xié)議的,瀏覽器最快也要在第三次握手時才能捎帶 HTTP 請求報文,達到真正的建立連接,但是這些連接無法復(fù)用會導(dǎo)致每次請求都經(jīng)歷三次握手和慢啟動。三次握手在高延遲的場景下影響較明顯,慢啟動則對文件類大請求影響較大。

三、HTTP1.0和HTTP1.1的一些區(qū)別

HTTP1.0最早在網(wǎng)頁中使用是在1996年,那個時候只是使用一些較為簡單的網(wǎng)頁上和網(wǎng)絡(luò)請求上,而HTTP1.1則在1999年才開始廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的各大瀏覽器網(wǎng)絡(luò)請求中,同時HTTP1.1也是當(dāng)前使用最為廣泛的HTTP協(xié)議。 主要區(qū)別主要體現(xiàn)在:

  1. 緩存處理,在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires來做為緩存判斷的標準,HTTP1.1則引入了更多的緩存控制策略例如Entity tag,If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供選擇的緩存頭來控制緩存策略。

  2. 帶寬優(yōu)化及網(wǎng)絡(luò)連接的使用,HTTP1.0中,存在一些浪費帶寬的現(xiàn)象,例如客戶端只是需要某個對象的一部分,而服務(wù)器卻將整個對象送過來了,并且不支持斷點續(xù)傳功能,HTTP1.1則在請求頭引入了range頭域,它允許只請求資源的某個部分,即返回碼是206(Partial Content),這樣就方便了開發(fā)者自由的選擇以便于充分利用帶寬和連接。

  3. 錯誤通知的管理,在HTTP1.1中新增了24個錯誤狀態(tài)響應(yīng)碼,如409(Conflict)表示請求的資源與資源的當(dāng)前狀態(tài)發(fā)生沖突;410(Gone)表示服務(wù)器上的某個資源被永久性的刪除。

  4. Host頭處理,在HTTP1.0中認為每臺服務(wù)器都綁定一個唯一的IP地址,因此,請求消息中的URL并沒有傳遞主機名(hostname)。但隨著虛擬主機技術(shù)的發(fā)展,在一臺物理服務(wù)器上可以存在多個虛擬主機(Multi-homed Web Servers),并且它們共享一個IP地址。HTTP1.1的請求消息和響應(yīng)消息都應(yīng)支持Host頭域,且請求消息中如果沒有Host頭域會報告一個錯誤(400 Bad Request)。

  5. 長連接,HTTP 1.1支持長連接(PersistentConnection)和請求的流水線(Pipelining)處理,在一個TCP連接上可以傳送多個HTTP請求和響應(yīng),減少了建立和關(guān)閉連接的消耗和延遲,在HTTP1.1中默認開啟Connection: keep-alive,一定程度上彌補了HTTP1.0每次請求都要創(chuàng)建連接的缺點。

四、HTTPS與HTTP的一些區(qū)別

  • HTTPS協(xié)議需要到CA申請證書,一般免費證書很少,需要交費。

  • HTTP協(xié)議運行在TCP之上,所有傳輸?shù)膬?nèi)容都是明文,HTTPS運行在SSL/TLS之上,SSL/TLS運行在TCP之上,所有傳輸?shù)膬?nèi)容都經(jīng)過加密的。

  • HTTP和HTTPS使用的是完全不同的連接方式,用的端口也不一樣,前者是80,后者是443。

  • HTTPS可以有效的防止運營商劫持,解決了防劫持的一個大問題。

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五、SPDY:HTTP1.x的優(yōu)化

2012年google如一聲驚雷提出了SPDY的方案,優(yōu)化了HTTP1.X的請求延遲,解決了HTTP1.X的安全性,具體如下:

  1. 降低延遲,針對HTTP高延遲的問題,SPDY優(yōu)雅的采取了多路復(fù)用(multiplexing)。多路復(fù)用通過多個請求stream共享一個tcp連接的方式,解決了HOL blocking的問題,降低了延遲同時提高了帶寬的利用率。

  2. 請求優(yōu)先級(request prioritization)。多路復(fù)用帶來一個新的問題是,在連接共享的基礎(chǔ)之上有可能會導(dǎo)致關(guān)鍵請求被阻塞。SPDY允許給每個request設(shè)置優(yōu)先級,這樣重要的請求就會優(yōu)先得到響應(yīng)。比如瀏覽器加載首頁,首頁的html內(nèi)容應(yīng)該優(yōu)先展示,之后才是各種靜態(tài)資源文件,腳本文件等加載,這樣可以保證用戶能第一時間看到網(wǎng)頁內(nèi)容。

  3. header壓縮。前面提到HTTP1.x的header很多時候都是重復(fù)多余的。選擇合適的壓縮算法可以減小包的大小和數(shù)量。

  4. 基于HTTPS的加密協(xié)議傳輸,大大提高了傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。

  5. 服務(wù)端推送(server push),采用了SPDY的網(wǎng)頁,例如我的網(wǎng)頁有一個sytle.css的請求,在客戶端收到sytle.css數(shù)據(jù)的同時,服務(wù)端會將sytle.js的文件推送給客戶端,當(dāng)客戶端再次嘗試獲取sytle.js時就可以直接從緩存中獲取到,不用再發(fā)請求了。SPDY構(gòu)成圖:

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SPDY位于HTTP之下,TCP和SSL之上,這樣可以輕松兼容老版本的HTTP協(xié)議(將HTTP1.x的內(nèi)容封裝成一種新的frame格式),同時可以使用已有的SSL功能。

六、HTTP2.0性能驚人

HTTP/2: the Future of the Internet https://link.zhihu.com/?target=https://http2.akamai.com/demo 是 Akamai 公司建立的一個官方的演示,用以說明 HTTP/2 相比于之前的 HTTP/1.1 在性能上的大幅度提升。 同時請求 379 張圖片,從Load time 的對比可以看出 HTTP/2 在速度上的優(yōu)勢。

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七、HTTP2.0:SPDY的升級版

HTTP2.0可以說是SPDY的升級版(其實原本也是基于SPDY設(shè)計的),但是,HTTP2.0 跟 SPDY 仍有不同的地方,如下:

HTTP2.0和SPDY的區(qū)別:

  1. HTTP2.0 支持明文 HTTP 傳輸,而 SPDY 強制使用 HTTPS

  2. HTTP2.0 消息頭的壓縮算法采用 HPACK http://http2.github.io/http2-spec/compression.html,而非 SPDY 采用的 DEFLATE http://zh.wikipedia.org/wiki/DEFLATE

八、HTTP2.0和HTTP1.X相比的新特性

  • 新的二進制格式(Binary Format),HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本協(xié)議的格式解析存在天然缺陷,文本的表現(xiàn)形式有多樣性,要做到健壯性考慮的場景必然很多,二進制則不同,只認0和1的組合?;谶@種考慮HTTP2.0的協(xié)議解析決定采用二進制格式,實現(xiàn)方便且健壯。

  • 多路復(fù)用(MultiPlexing),即連接共享,即每一個request都是是用作連接共享機制的。一個request對應(yīng)一個id,這樣一個連接上可以有多個request,每個連接的request可以隨機的混雜在一起,接收方可以根據(jù)request的 id將request再歸屬到各自不同的服務(wù)端請求里面。

  • header壓縮,如上文中所言,對前面提到過HTTP1.x的header帶有大量信息,而且每次都要重復(fù)發(fā)送,HTTP2.0使用encoder來減少需要傳輸?shù)膆eader大小,通訊雙方各自cache一份header fields表,既避免了重復(fù)header的傳輸,又減小了需要傳輸?shù)拇笮 ?/p>

  • 服務(wù)端推送(server push),同SPDY一樣,HTTP2.0也具有server push功能。

九、HTTP2.0的升級改造

  • 前文說了HTTP2.0其實可以支持非HTTPS的,但是現(xiàn)在主流的瀏覽器像chrome,firefox表示還是只支持基于 TLS 部署的HTTP2.0協(xié)議,所以要想升級成HTTP2.0還是先升級HTTPS為好。

  • 當(dāng)你的網(wǎng)站已經(jīng)升級HTTPS之后,那么升級HTTP2.0就簡單很多,如果你使用NGINX,只要在配置文件中啟動相應(yīng)的協(xié)議就可以了,可以參考**NGINX白皮書,NGINX配置HTTP2.0官方指南 **https://www.nginx.com/blog/nginx-1-9-5/。

  • 使用了HTTP2.0那么,原本的HTTP1.x怎么辦,這個問題其實不用擔(dān)心,HTTP2.0完全兼容HTTP1.x的語義,對于不支持HTTP2.0的瀏覽器,NGINX會自動向下兼容的。

十、附注

HTTP2.0的多路復(fù)用和HTTP1.X中的長連接復(fù)用有什么區(qū)別?

  • HTTP/1.* 一次請求-響應(yīng),建立一個連接,用完關(guān)閉;每一個請求都要建立一個連接;

  • HTTP/1.1 Pipeling解決方式為,若干個請求排隊串行化單線程處理,后面的請求等待前面請求的返回才能獲得執(zhí)行機會,一旦有某請求超時等,后續(xù)請求只能被阻塞,毫無辦法,也就是人們常說的線頭阻塞;

  • HTTP/2多個請求可同時在一個連接上并行執(zhí)行。某個請求任務(wù)耗時嚴重,不會影響到其它連接的正常執(zhí)行;
    具體如圖:

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服務(wù)器推送到底是什么?
服務(wù)端推送能把客戶端所需要的資源伴隨著index.html一起發(fā)送到客戶端,省去了客戶端重復(fù)請求的步驟。正因為沒有發(fā)起請求,建立連接等操作,所以靜態(tài)資源通過服務(wù)端推送的方式可以極大地提升速度。具體如下:

  • 普通的客戶端請求過程:
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  • 服務(wù)端推送的過程:
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為什么需要頭部壓縮?
假定一個頁面有100個資源需要加載(這個數(shù)量對于今天的Web而言還是挺保守的), 而每一次請求都有1kb的消息頭(這同樣也并不少見,因為Cookie和引用等東西的存在), 則至少需要多消耗100kb來獲取這些消息頭。HTTP2.0可以維護一個字典,差量更新HTTP頭部,大大降低因頭部傳輸產(chǎn)生的流量。具體參考:HTTP/2 頭部壓縮技術(shù)介紹

HTTP2.0多路復(fù)用有多好?
HTTP 性能優(yōu)化的關(guān)鍵并不在于高帶寬,而是低延遲。TCP 連接會隨著時間進行自我「調(diào)諧」,起初會限制連接的最大速度,如果數(shù)據(jù)成功傳輸,會隨著時間的推移提高傳輸?shù)乃俣?。這種調(diào)諧則被稱為 TCP 慢啟動。由于這種原因,讓原本就具有突發(fā)性和短時性的 HTTP 連接變的十分低效。
HTTP/2 通過讓所有數(shù)據(jù)流共用同一個連接,可以更有效地使用 TCP 連接,讓高帶寬也能真正的服務(wù)于 HTTP 的性能提升。

十一、參考

Http2和Http1.X的區(qū)別

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