关于HTTP /1.1 与 /2.0版本的常见差异和特性

小鱼儿 2022-10-01 07:44 210阅读 0赞

## HTTP 1.1 ##

*  默认使用长连接（connection:keep-alive）。解决了复用TCP的问题，可以减少TCP的三次握手开销。
    
     *  指的是用同一个TCP连接来发送和接受多个http请求/应答，而不是为了每一个新的请求/应答打开新的TCP连接的方法。
        
         *  另一个定义：一定时间内，同一域名多次请求数据，只建立一次HTTP请求，其他请求可复用每一次建立的连接通道，以达到提高请求效率的问题。这里面所说的一定时间是可以配置的，不管你用的是Apache还是nginx
         *  但是还是存在效率问题（HTTP2.0通过多路复用解决）
            
             *  串行的文件传输，只能顺序传输：当请求a文件时，b文件只能等待，等待a连接到服务器、服务器处理文件、服务器返回文件，这三个步骤。我们假设这三步用时都是1秒，那么a文件用时为3秒，b文件传输完成用时为6秒，依此类推。（注：此项计算有一个前提条件，就是浏览器和服务器是单通道传输）
             *  连接数上限：我们假设Apache设置了最大并发数为300，因为浏览器限制，浏览器发起的最大请求数为6，也就是服务器能承载的最高并发为50，当第51个人访问时，就需要等待前面某个请求处理完成。
     *  支持只发送header信息而不带任何body信息，如果客户端有权限，则返回100（代表继续），否则返回401（无权限）客户端如果接收到100，才把请求的Body发送到服务器。
        
         *  这样当服务器返回401的时候，客户端就可以不用发送请求body了，节约了带宽
     *  1.1开始支持获取文件的部分内容，这支持了 并行下载 和 断点续传。通过在Header的两个参数实现
        
         *  客户端请求的时候发送Range参数, 指定第一个字节的位置和最后一个字节的位置
         *  服务端响应的参数是：Content-Range
         *  在实际场景中，会出现一种情况，即在终端发起续传请求时，URL 对应的文件内容在服务器端已经发生变化，此时续传的数据肯定是错误的。如何解决这个问题 ? -用Last-modified / etag / if-range
            
             *  If-Range 必须与 Range 配套使用。如果请求报文中没有 Range，那么 If-Range 就会被忽略。如果服务器不支持 If-Range，那么 Range 也会被忽略。
         *  工作原理：
            
             *  第一次请求，客户端发起一个get请求；服务器处理请求，返回文件内容以及相应的Header，包括Etag
             *  第二次请求（断点续传）：客户端发起get请求，同时发送if-range，这个if-range的值就是第一次请求中服务器返回的etag；服务器判断etag是否匹配，是则返回206，否则返回200
     *  HTTP/1.1 引入了更多的缓存控制策略，比如i
        
         *  if-unmodified-since，其实就是和if-modified-since差不多的，常用来做判断断点续传的文件是否被修改过了。如果没有被修改，返回200；否则返回412预处理错误。
         *  if-match
         *  if-none-match
     *  1.1开始有Host（域） 这个概念

## HTTP 2.0 ##

*  最大的一个目标是在用户和网站间只用一个连接
 *  二进制分帧（Binary Framing）
 *  http1.x诞生的时候是明文协议，其格式由三部分组成：start line（request line或者status line），header，body。要识别这3部分就要做协议解析，http1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷，文本的表现形式有多样性，要做到健壮性考虑的场景必然很多，二进制则不同，只认0和1的组合。基于这种考虑http2.0的协议解析决定采用二进制格式，实现方便且健壮
 *  几个概念：
    
     *  frame 帧：http/2通信的最小单位，单个帧包含帧首部，其中标注了当前帧所属的stream
     *  message 消息：由若干个frame组合而成，例如请求，响应
     *  connection 连接：与http/1 相同，指的都是对应的tcp连接
     *  stream 流，已建立的连接上的双向字节流。
     *  数据流以消息的形式发送，而消息由一个或多个帧组成，帧可以在数据流上乱序发送，然后再根据每个帧首部的流标识符重新组装。二进制分帧是HTTP/2的基石，其他优化都是在这一基础上来实现的。
 *  支持多路复用（Multiplexing），在数据链路层使用二进制分帧，可以允许同时通过单一的ht2连接发起多重的请求-响应消息，同个域名只需要占用一个 TCP 连接，解决了请求阻塞的问题。
    
     *  在HTTP1.1中，同一域名在同一时间的请求数量是有限制的，超过限制会阻塞请求。
     *  Head-of-Line Blocking，在http1.x中，TCP的connection在同一时间只能允许一个请求经过，因为HTTP1.x需要每条请求都是可是识别，按顺序发送，否则server就无法判断该相应哪个具体的请求。
     *  多路复用指的是：在同一个域名下，开启一个TCP的connection，每个请求以stream的方式传输，每个stream有唯一标识，connection一旦建立，后续的请求都可以复用这个connection并且可以同时发送，server端可以根据stream的唯一标识来相应对应的请求。之所以可以复用，是因为每个stream高度独立，堵塞的stream不会影响其它stream的处理。一个连接上可以有多个stream，每个stream的frame可以随机的混杂在一起，接收方可以根据stream id将frame再归属到各自不同的request里面。
     *  而多路复用什么时候关闭呢？
     *   *  用户离开这个页面
         *  server主动关闭connection
     *  那么在HTTP2.0下，我们就不需要做
     *   *  JS文件的合并：在之前，我们会将上线若干个模块的代码进行压缩合并成一个文件，减少http请求数。但是这样就会导致缓存问题：如果有一个模块修改了，就会导致客户端重新下载整个大文件，难以缓存。现在用HTTP2.0就不需要做这件事情了
         *  CDN资源放在不同域名下，绕开浏览器的通道上限。
 *  头部压缩：
    
     *  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。
 *  服务端推送（server push）：
    
     *  从HTTP/2开始，服务器除了相应客户端的请求之外，还可以向客户端额外推送资源，这些资源遵守同源协议，有自己独立的URL，可以被浏览器缓存，可以多页面共享；同时客户端还可以拒绝推送过来的资源
     *  有了server push，客户端可以通过额外的http头部，列出需要服务器push 哪些资源
     *  服务器可以提前向客户端推送需要的资源。
 *  流量控制（flow control）：
    
     *  在TCP的流量控制中，是以单个tcp为单位的流量控制；可是在http2.0时代，传输已经以单个stream为单位，tcp的流量控制无法做到这么精细的粒度，因此就在应用层引入了flow control，从而对每一个stream都做了不同的限流
     *  而HTTP/2利用stream来实现flow-control，引入了stream对TCP连接的抢占，不加控制就会造成stream被阻塞。而http/2上的flow-control就是确保同一连接上的多个流之间不会造成破坏性的干扰
 *  流优先级（stream priority）：
    
     *  在HTTP/2中，每个请求都可以带一个31bit的优先值，0表示最高优先级， 数值越大优先级越低。有了这个优先值，客户端和服务器就可以在处理不同的流时采取不同的策略，以最优的方式发送流、消息和帧。（其实我的理解还是为了解决TCP抢占的问题？）

## 从HTTP/1.x到HTTP/2的过程中，仍然适用的优化规则 ##

*  减少DNS查询。DNS查询需要时间，没有resolved的域名会阻塞请求。
 *  减少TCP连接。HTTP/2只使用一个TCP连接。
 *  使用CDN。使用CDN分发资源可以减少延迟。
 *  减少HTTP跳转。特别是非同一域名的跳转，需要DNS，TCP，HTTP三种开销。
 *  消除不必要的请求数据。HTTP/2压缩了Header。
 *  压缩传输的数据。gzip压缩很高效。
 *  客户端缓存资源。缓存是必要的。
 *  消除不必要的资源。激进的提前获取资源对客户端和服务端都开销巨大。

## 因为HTTP/2而不一样的优化规则 ##

*  域名分片：大概意思就是我们把资源放在不同域名下，绕过浏览器HTTP连接数的限制。HTTP2.0不用了
 *  文件合并：在HTTP2.0中，我们要使用更小的模块，优化缓存策略（因为大文件的某一部分更改了，整个大文件就无法缓存了）
 *  内联资源：在HTTP2.0中直接使用server push。

## 参考资料： ##

1.  [github.com/creeperyang…][github.com_creeperyang]
2.  关于http2.0中的流量控制：[www.zhihu.com/question/27…][www.zhihu.com_question_27]
3.  [www.cnblogs.com/memset/p/ht…][www.cnblogs.com_memset_p_ht]

转载于:https://juejin.im/post/5ba68c17f265da0a9e530d70

[github.com_creeperyang]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fcreeperyang%2Fblog%2Fissues%2F23
[www.zhihu.com_question_27]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fwww.zhihu.com%2Fquestion%2F270527061%2Fanswer%2F354933708
[www.cnblogs.com_memset_p_ht]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fwww.cnblogs.com%2Fmemset%2Fp%2Fhttp_if_modified_since.html