干货笔记 | HTTP协议版本及特征

HTTP协议的第二个版本，第一个在通讯中指定版本号的HTTP协议版本，至今仍被广泛采用。相对于HTTP 0.9 增加了如下主要特性：

• 请求与响应支持头域
• 响应对象以一个响应状态行开始
• 响应对象不只限于超文本
• 开始支持客户端通过POST方法向Web服务器提交数据，支持GET、HEAD、POST方法
• （短连接）每一个请求建立一个TCP连接，请求完成后立马断开连接。这将会导致2个问题：连接无法复用，head of line blocking。连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显，慢启动则对文件类请求影响较大。head of line blocking会导致带宽无法被充分利用，以及后续健康请求被阻塞。

HTTP 1.1引入了许多关键性能优化：keepalive连接，chunked编码传输，字节范围请求，请求流水线等

• Persistent Connection（keepalive连接）：允许HTTP设备在事务处理结束之后将TCP连接保持在打开的状态，以便未来的HTTP请求重用现在的连接，直到客户端或服务器端决定将其关闭为止。在HTTP1.0中使用长连接需要添加请求头 Connection: Keep-Alive，而在HTTP 1.1 所有的连接默认都是长连接，除非特殊声明不支持（ HTTP请求报文首部加上Connection: close ）。服务器端按照FIFO原则来处理不同的Request。

• chunked编码传输：该编码将实体分块传送并逐块标明长度，直到长度为0块表示传输结束，这在实体长度未知时特别有用(比如由数据库动态产生的数据)

• 字节范围请求：HTTP1.1支持传送内容的一部分。比方说，当客户端已经有内容的一部分，为了节省带宽，可以只向服务器请求一部分。该功能通过在请求消息中引入了range头域来实现，它允许只请求资源的某个部分。在响应消息中Content-Range头域声明了返回的这部分对象的偏移值和长度。如果服务器相应地返回了对象所请求范围的内容，则响应码206（Partial Content）

• Pipelining（请求流水线）

其他特性

• 请求消息和响应消息都支持Host头域：在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。因此，Host头的引入就很有必要了。
• 新增了一批Request method：HTTP1.1增加了OPTIONS,PUT, DELETE, TRACE, CONNECT方法
• 缓存处理：HTTP/1.1在1.0的基础上加入了一些cache的新特性，引入了实体标签，一般被称为e-tags，新增更为强大的Cache-Control头。

HTTP 2.0是下一代HTTP协议，目前应用还非常少。主要特点有：

• 多路复用（二进制分帧）
• HTTP 2.0最大的特点：不会改动HTTP 的语义，HTTP 方法、状态码、URI 及首部字段，等等这些核心概念上一如往常，却能致力于突破上一代标准的性能限制，改进传输性能，实现低延迟和高吞吐量。而之所以叫2.0，是在于新增的二进制分帧层。在二进制分帧层上， HTTP 2.0 会将所有传输的信息分割为更小的消息和帧，并对它们采用二进制格式的编码 ，其中HTTP1.x的首部信息会被封装到Headers帧，而我们的request body则封装到Data帧里面。
• HTTP 2.0 通信都在一个连接上完成，这个连接可以承载任意数量的双向数据流。相应地，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，然后再根据每个帧首部的流标识符重新组装。
• 头部压缩：当一个客户端向相同服务器请求许多资源时，像来自同一个网页的图像，将会有大量的请求看上去几乎同样的，这就需要压缩技术对付这种几乎相同的信息。
• 随时复位：HTTP1.1一个缺点是当HTTP信息有一定长度大小数据传输时，你不能方便地随时停止它，中断TCP连接的代价是昂贵的。使用HTTP2的RST_STREAM将能方便停止一个信息传输，启动新的信息，在不中断连接的情况下提高带宽利用效率。
• 服务器端推流：Server Push。客户端请求一个资源X，服务器端判断也许客户端还需要资源Z，在无需事先询问客户端情况下将资源Z推送到客户端，客户端接受到后，可以缓存起来以备后用。
• 优先权和依赖：每个流都有自己的优先级别，会表明哪个流是最重要的，客户端会指定哪个流是最重要的，有一些依赖参数，这样一个流可以依赖另外一个流。优先级别可以在运行时动态改变，当用户滚动页面时，可以告诉浏览器哪个图像是最重要的，你也可以在一组流中进行优先筛选，能够突然抓住重点流。