HTTP/2 协议学习

news2024/12/22 18:23:05

HTTP/2 协议介绍

HTTP/2 （原名HTTP/2.0）即超文本传输协议 2.0，是下一代HTTP协议。是由互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis (httpbis)工作小组进行开发。是自1999年http1.1发布后的首个更新。HTTP 2.0在2013年8月进行首次合作共事性测试。在开放互联网上HTTP 2.0将只用于https://网址，而 http://网址将继续使用HTTP/1，目的是在开放互联网上增加使用加密技术，以提供强有力的保护去遏制主动攻击。DANE RFC6698允许域名管理员不通过第三方CA自行发行证书。【文字来源百度百科】

HTTP的现状

当前，几乎所有互联网上的内容都采用HTTP 1.1作为通信协议。人们在该协议上投入了大量精力，因此基于该协议的基础架构得以日臻完善。得益于此，在现有的HTTP协议之上构建新的方案会比从底层建立新的协议要容易得多。

HTTP刚诞生的时候被看作一个相对简单直观的协议，但时间证明了早期的设计并不尽人意。于1996年发布的、描述HTTP 1.0规范的RFC 1945只有60页，但仅仅3年之后，描述HTTP 1.1规范的RFC 2616就骤增至176页。当我们在IETF小组对该规范进行更新时，更是被拆分成了总页数更多的六个文档（这就是RFC 7230及其文件族的由来与诞生）。总而言之，HTTP 1.1包含了太多细节和可选内容，这让它变得过于庞大。

HTTP发展里程碑

HTTP/0.9 (1991年)

特点：最初版本的HTTP，只支持GET方法，没有请求头和响应头，仅用于获取HTML文档。

HTTP/1.0 (1996年)

特点：引入了请求头和响应头，支持多种数据类型，如图片、视频等。增加了POST和HEAD方法，以及状态码。

HTTP/1.1 (1999年)

特点：引入了持久连接（keep-alive），减少了重复建立TCP连接的开销。增加了管道化技术（pipelining），允许在一个连接上发送多个请求，但响应仍需按顺序返回。增加了更多的请求方法和缓存控制机制。

SPDY协议 (2009年)

特点：由Google开发，旨在减少网页加载延迟，增加安全性，优化HTTP/1.x的性能问题。SPDY的多路复用、头部压缩等特性后来被HTTP/2采纳。

HTTP/2 (2015年)

特点：基于SPDY协议，由IETF标准化。引入了二进制分帧层、多路复用、头部压缩、服务器推送等特性，显著提高了性能。

HTTP/3 (2020年)

特点：基于QUIC协议，由IETF标准化。使用UDP代替TCP作为传输层协议，进一步减少延迟，提高连接的可靠性和安全性。

HTTP/2 协议关键特性和改进点

多路复用：HTTP/2 允许在单个TCP连接上并行传输多个请求和响应，这减少了页面加载时间，提高了网络吞吐量2。
二进制传输：与HTTP/1.1使用的文本协议不同，HTTP/2使用二进制协议，这使得数据更快地被解析和传输，减少了传输过程中的开销和延迟2。
头部压缩：HTTP/2使用HPACK算法对HTTP头部进行压缩，减少了头部传输的数据量，从而减少了网络延迟2。
服务器推送：HTTP/2支持服务器推送，允许服务器在客户端请求之前推送资源，这有助于提高页面加载速度2。
改进的安全性：HTTP/2默认使用TLS加密传输数据，提高了数据传输的安全性2。
兼容HTTP/1.1：HTTP/2可以与HTTP/1.1共存，服务器可以同时支持两种协议。如果客户端不支持HTTP/2，服务器可以回退到HTTP/1.12。
流控制和优先级：HTTP/2引入了流控制和优先级机制，确保重要的资源被优先传输，同时避免一个慢速的响应阻塞其他响应的处理4。
帧结构：HTTP/2的数据交换被拆分为更小的消息和帧，每个帧至少包含一个标识符，指明该帧所属的流4。
连接建立：HTTP/2可以通过TLS/1.2或更高版本的加密连接（h2）或非加密连接（h2c）进行数据传输。客户端和服务器可以通过TLS的ALPN扩展进行协议协商4。
流量控制：HTTP/2使用WINDOW_UPDATE帧来实现流量控制，确保在同一连接上的流不会相互干扰4。

支持HTTP/2的Java容器主

Jetty
- Jetty是一个开源的servlet容器，它支持HTTP/2协议。Jetty 9.4版本及以上提供了对HTTP/2的完整支持，包括服务器端和客户端。
Undertow
- Undertow是JBoss开发的一个灵活的高性能Web服务器，它也支持HTTP/2。作为WildFly应用服务器的一部分，Undertow提供了对HTTP/2的集成支持。
Tomcat
- Apache Tomcat是一个流行的开源servlet容器，它从Tomcat 9版本开始支持HTTP/2。Tomcat的HTTP/2支持是通过APR/native connector实现的，这意味着需要安装APR库。需要Java 9或更高版本的JDK来支持。
Netty
- Netty是一个异步事件驱动的网络应用框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。Netty支持HTTP/2，并且可以用于构建自定义的HTTP/2服务器或客户端。
GlassFish
- GlassFish是一个开源的应用服务器，它支持Java EE标准。GlassFish 5版本及以上支持HTTP/2。
WildFly
- WildFly（前身为JBoss Application Server）是一个开源的Java EE应用服务器。WildFly 10版本及以上通过其默认的Undertow Web服务器支持HTTP/2。