HTTP2简单教程

译自:http://qnimate.com/post-series/http2-complete-tutorial/

HTTP1.1是在1999年的时候被引入业界的。从当时到现在,WEB已经发生了相当大的变化。很多人开始用移动设备上网,有些移动环境下网络质量非常不稳定。另外,WEB页面的内容也相当的丰富了。这些都负面影响了WEB页面的加载时间。因此,需要一个新的协议来加速WEB的加载。

 

HTTP/2SPDY的区别:

SPDY是谷歌于2009年创造的协议,旨在WEB延迟以及增强安全性。

HTTP/2是SPDY的一个克隆。谷歌已经停止了继续开发SPDY,并且把工作转移到了HTTP/2上来。

 

HTTP/2的目标:

  1. 减少加载延时。
  2. 减少TCP连接数。
  3. 增强的网络安全。
  4. 保持和HTTP/1.1的兼容。

 

HTTP/2的功能:

  1. 多路复用Multiplexing:很多个异步的HTTP请求只使用一个TCP的连接。
  2. 服务端PUSH:对于一个请求可能有多个回复。
  3. 头部压缩:压缩头部(headers)。
  4. 请求分级:对同一个域名的请求可作优先级分级。
  5. 二进制协议:HTTP/2是一个二进制协议,而HTTP/1.1是一个文本协议。

 

HTTP/2解决了HTTP/1.1的哪些问题:

  1. HTTP管道(HTTP pipelining):一些HTTP1.1客户端使用了HTTP管道技术来减少TCP连接数。HTTP管道指的是多个HTTP请求被发往同一个TCP连接,而不等待前一个请求的回复。但是服务端发送回复时的顺序和收到的请求的顺序一样。因此,造成了HOL阻塞问题(head-of-line blocking)。HOL Blocking简单地说是一个回复的延迟会使得排在它后面的回复都会延迟。HTTP/2透过引用多路复用(Multiplexing)解决了这个问题。多个HTTP请求和多个HTTP回复都使用同一个TCP连续,而且HTTP回复的顺序不需要保持HTTP请求到达的顺序。
  2. 同一个域名的多个TCP连接:在使用HTTP/1.1时,需要对同一个域名起多个TCP连接来增加吞吐量。而使用HTTP/2时,对于每个域名,只充许有一个TCP连接(only one TCP connection per domain is allowed)。所有的请求和回复都通过唯一的一个TCP连接进行。
  3. TCP连接的关闭时间:使用HTTP1.1时,一个TCP连接在请求完成时立刻被关闭。但对于HTTP/2,TCP连接能存活相当成地一段时间。
  4. 头部压缩:HTTP/1.1是没有头部压缩的,但HTTP/2引入头部压缩进一步的减少了延时。

 

HTTP/2如何兼容HTT/1?

HTTP/2客户端在不确定对方服务器是否支持HTTP/2时,会用HTTP/1协议向服务器发送请求时带上Upgrade: HTTP/2.0这个头部。如果对方服务器支持HTTP/2,就会回复HTTP1.1 101,表示切换协议(Switching Protocols status)。而对于老旧的服务器则简单地返回HTTP/1.1的状态。

HTTP/2客户端可以记下哪些服务器支持HTTP/2,这样,下次就可以直接发起HTTP/2请求,而不必再经过一个询问和回复(Upgrade Round Trip).

 

HTTP/2中的多路复用是怎么回事?

HTTP/2使用多路复用,多个请求和回复全异步的通过同一个TCP连接收发。

HTTP/2是一个二进制的协议。每一个请求和回复都被分配了一个流标志(Stream ID),而且请求和回复被切成了很多帧(Frame),属于同一个请求或回复帧的Stream ID相同。因为有了这个Stream ID和Frame的机制,请求和回复可以在服务器和客户程序两端同时全异步的发送。因此,HTTP2没有了Head-of-line Blocking的问题。

每一个Stream还可以被赋于一个优先级,服务器可以分配更多的系统资源处理高优级的Stream。

HTTP/2还有一个传输层级别的流控。它协商了客户程序和服务器两端最多使用多少个Stream,服务器能处理的最大尺寸的Stream以及整个连接最多处理多少字节,以及数据被发送的速率。

 

HTTP/2中的服务器推送(Server Push)和承诺(Promise)

当服务器“感觉”到客户程序需要更多的资源时,就会给客户程序发送一个Promise Stream ,提醒客户程序需要什么资源。这些stream比一般的stream的优先级要高。

这项技术在加载网页时非常用户,因为网页的大量css和javascrpit可能通过这种方式发送。而HTTP/1的作法是把css和js都combine到一起。

服务器发送Promise Stream时提醒的资源遵守同源策略(same origin policy)

HTTP/2中的头部压缩:

HTTP/2的头部压缩和HTTP/1.1中早有的用gzip压缩Body不一样。使用HTTP/2时,在客户程序和服务器两端,都会保存一张表,记录了收到过的头部。它们在发送HTTP时不会重复发送一样的头部,当再次发送相同的头部时,只会发送该头部对应的表的索引号。

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