「计算机网络」HTTP1.0、HTTP1.1和HTTP2.0的演变
参考&鸣谢
HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0的关系和区别 doubleYong
计算机网络_HTTP1.0、HTTP1.1和HTTP2.0的区别 一只前端小马甲
文章目录
- 「计算机网络」HTTP1.0、HTTP1.1和HTTP2.0的演变
- 一、先说结论
- 二、HTTP网络请求过程
- 三、HTTP1.0 vs HTTP1.1
- 四、HTTP1.1 vs HTTP2.0
- 五、总结
一、先说结论
| 版本 | 特点 |
|---|---|
| HTTP1.0 | 无状态、无连接 |
| HTTP1.1 | 持久连接 请求管道化 增加缓存处理（新的字段如cache-control） 增加Host字段、支持断点传输等（把文件分成几部分） |
| HTTP2.0 | 二进制分帧 多路复用（或连接共享） 头部压缩 服务器推送 |
了解不同版本HTTP协议，实际上是了解Web的发展历史，了解历史让我们对于技术的发展方向有迹可循。
- HTTP1.0对应早期阶段，互联网上的资源以展示为主，用户只能获取文字和图片；
- HTTP1.1对应中期阶段，是现在的主流版本，互联网上的资源变得更加丰富，还出现了Ajax技术，用户能进行更复杂的交互，获取更丰富的资源（例如：css、js、视频等）；
- HTTP2.0对应后期阶段，我们的页面还可以运行在手机浏览器中，在同样富交互和资源的基础上，手机浏览器有着更复杂的网络情况，用户需要更好的体验，因此需要对HTTP深入理解不断优化。
二、HTTP网络请求过程
浏览器和服务器通过HTTP相互通信，组成了万维网的基本组件，下图显示了简化版的HTTP网络请求过程。
可以看到，简化版HTTP网络请求过程分为4步：
- DNS解析：浏览器查询域名服务器上的映射表，解析出域名映射的IP；
- TCP连接：浏览器与IP对应资源服务器上的应用程序建立TCP连接；
- HTTP请求：浏览器发送HTTP请求
- HTTP响应：资源服务器返回HTTP响应
影响一个HTTP网络请求的因素主要有两个：带宽和延迟。前者属于外部因素，现在网络基础建设已经使得带宽极大提升，无需再担心；后者属于内部因素，步骤（1）、（2）处于HTTP请求前，会延迟HTTP请求的发送，步骤（3）、（4）处于HTTP请求中，浏览器阻塞、处理速度均会限制后续请求。因此，HTTP协议的迭代对带宽、延迟进行了优化。
三、HTTP1.0 vs HTTP1.1
HTTP1.0是第一个得到广泛使用的HTTP版本，当时用于简单的网页和网络请求上，HTTP1.1是当前使用最广泛的HTTP版本，主要区别在于：
通用性：
- Host头处理。HTTP1.0中，认为每台服务器绑定唯一IP地址，请求的URL并无主机名；HTTP1.1中，请求和响应头中均应携带Host字段，因为虚拟主机技术的发展，使得一台物理机可以存在多个虚拟主机，共享IP地址
- 错误处理。HTTP1.1中，新增了24个错误状态码，如409（Conflict）表示请求可能在资源上引发的一些冲突；410（Gone）表示服务器无法找到所请求的资源，但该资源服务器曾经拥有过。
带宽问题：
- 带宽优化。HTTP1.0中，当客户端只需要对象的一部分，服务器会将整个对象返回，存在浪费带宽的现象；HTTP1.1中，在请求头中引入了range字段，允许只请求资源的一部分，此时返回码为206（Patial Content），在充分利用带宽的同时，支持了断点续传功能。
延迟问题：
- 长连接。HTTP1.0中，每次请求都需要创建连接。HTTP1.1中，支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，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延迟，且HTTP1.1默认开启Connection：keep-alive。
- 缓存策略。HTTP1.0中，主要使用请求头中的If-Modified-Since，Expires作为缓存判断的标准；HTTP1.1中，引入了更多的缓存控制策略，例如：Entitytag，If-Unmoidfied-Since，If-Match，If-None-Match等。
四、HTTP1.1 vs HTTP2.0
HTTP1.1是当前使用最广泛的HTTP版本，HTTP2.0是HTTP1.1后续结构的原型建议，重点关注性能的大幅度优化，主要区别在于：
通用性：
- 二进制分帧：HTTP 2.0协议使用二进制分帧技术进行数据传输，这代表HTTP 2.0可以将数据分解为更小的帧进行传递，而与此同时还可以保证数据的完整性。这个特性能够有效地解决HTTP 1.x 的队头阻塞问题，从而提高了传输效率，提高了响应速度。
- 服务端推送。服务器推送：HTTP 2.0允许在客户端请求数据的同时主动向客户端发送其他资源（例如JavaScript、CSS、图片等文件），这种方式被称为“服务器推送”。服务器推送使得Web应用程序可以更快的加载内容，提高了性能和效率。
带宽问题：
- 头部压缩：使用二进制分帧和多路复用技术后，HTTP 2.0协议的头部信息会变得更加庞大和复杂，占用更多的带宽和流量。因此，HTTP 2.0使用了新的HPACK架构进行头部压缩，压缩后的头部信息可以减少网络带宽和数据流量的消耗，从而提高传输效率。
延迟问题：
- 多路复用。HTTP1.1中，支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，若干个请求排队串行化单线程处理，后面的请求等待前面请求的返回才能获得执行机会；HTTP2.0中，支持多路复用（MultiPlexing），多个请求可同时在一个连接上并行执行（由于支持二进制的格式，可以无序）某个请求任务耗时严重，不会影响到其它连接的正常执行，接收方根据id将数据归属到不同的请求中。
五、总结
本文首先整体概述了一遍HTTP各版本功能的演变，说明了学习不同版本HTTP协议有助于把握技术发展的方向；其次从简化版的HTTP网络请求入手，介绍了各个环节对请求的影响，提出了影响网络请求的两个因素——带宽和延迟；然后分别将HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0进行对比：HTTP1.0是第一个得到广泛使用的HTTP版本，当时用于简单的网页和网络请求上，HTTP1.1是当前使用最广泛的HTTP版本，HTTP2.0是HTTP1.1后续结构的原型建议，后者在前者的基础上均进行了通用性、带宽问题、延迟问题上的优化，HTTP1.1的核心变化是支持了长连接和断点续传，HTTP2.0的核心变化是支持header压缩和多路复用。
