为了解决HTTP 1.0的这个痛点,HTTP/1.1支持持续连接(HTTP/1.1的默认模式使用带流水线的持久连接),在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应,减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。一个包含有许多图像的网页文件的多个请求和应答可以在一个连接中传输,但每个单独的网页文件的请求和应答仍然需要使用各自的连接。
管道机制:HTTP 1.1还允许客户端不用等待上一次请求结果返回,就可以发出下一次请求,但服务器端必须按照接收到客户端请求的先后顺序依次回送响应结果,以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容,这样也显著地减少了整个下载过程所需要的时间。
痛点:
虽然1.1版允许复用TCP连接,但是同一个TCP连接里面,所有的数据通信是按次序进行的。服务器只有处理完一个回应,才会进行下一个回应。也就是如果一个响应返回延迟了,那么其后续的响应都会被延迟,直到队头的响应送达。
单向请求,只能由客户端发起。
请求报文与响应报文首部信息冗余量大。
数据未压缩,导致数据的传输量大
HTTP/2:2015年,HTTP/2 发布。它不叫 HTTP/2.0,是因为标准委员会不打算再发布子版本了,下一个新版本将是 HTTP/3。
二进制分帧
HTTP/1.1 版的头信息肯定是文本(ASCII编码),数据体可以是文本,也可以是二进制。HTTP/2 则是一个彻底的二进制协议,头信息和数据体都是二进制,并且统称为"帧"(frame):头信息帧和数据帧。
多路复用
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):HTTP/2通信的最小单位,每个帧包含帧头部,至少也会标识出当前帧所属的流(stream id)。
从图中可见,所有的HTTP/2通信都在一个TCP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,然后再根据每个帧头部的流标识符(stream id)重新组装。
另外,多路复用(连接共享)可能会导致关键请求被阻塞。HTTP/2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。
可见,HTTP/2实现了真正的并行传输,它能够在一个TCP上进行任意数量HTTP请求。而这个强大的功能则是基于“二进制分帧”的特性。
头部信息压缩
HTTP 协议不带有状态,每次请求都必须附上所有信息。所以,请求的很多字段都是重复的,比如Cookie和User Agent,一模一样的内容,每次请求都必须附带,这会浪费很多带宽,也影响速度。
HTTP/2 对这一点做了优化,引入了头信息压缩机制(header compression)。一方面,头信息使用gzip或compress压缩后再发送;另一方面,客户端和服务器同时维护一张头信息表,所有字段都会存入这个表,生成一个索引号,以后就不发送同样字段了,只发送索引号,这样就提高速度了。
服务器推送
HTTP/2 允许服务器未经请求,主动向客户端发送资源,这叫做服务器推送(server push)。
常见场景是客户端请求一个网页,这个网页里面包含很多静态资源。正常情况下,客户端必须收到网页后,解析HTML源码,发现有静态资源,再发出静态资源请求。其实,服务器可以预期到客户端请求网页后,很可能会再请求静态资源,所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。
痛点:
建立连接时间长(本质上是TCP的问题)队头阻塞问题移动互联网领域表现不佳(弱网环境)
移动互联网领域表现不佳
TCP队头阻塞问题
HTTP/3:在我们眼里,TCP是面向连接、可靠的传输层协议,当前几乎所有重要的协议和应用都是基于TCP来实现的。
网络环境的改变速度很快,但是TCP协议相对缓慢,正是这种矛盾促使谷歌做出了一个看似出乎意料的决定-基于UDP来开发新一代HTTP协议。
谷歌决定在UDP基础上改造一个具备TCP协议优点的新协议也就顺理成章了,这个新协议就是QUIC协议。