• HTTP协议发展历史


    一.HTTP 0.9版本

    1991年发布0.9版本,只有一个 GET 命令。

    例如:GET /index.html   表示浏览器只能接收返回 html 格式的字符串;服务器发送完毕就关闭tcp链接。

    缺点:数据格式太单一;每次建立TCP链接只能发送一个请求,由于TCP链接的建立和关闭需要三次握手和四次挥手,性能很差。

    二.HTTP 1.0版本

    1996年5月发布1.0版本,增加了以下内容:

    1.任何格式的内容都可以发送,比如视频,音频文件等。

    2.新加了 POST 和 HEAD 命令。

    3.请求和响应每次必须包含header信息。

    缺点:每次建立TCP链接只能发送一个请求,由于TCP链接的建立和关闭需要三次握手和四次挥手,性能很差。

    为了解决这个问题,很多浏览器就在header里增加了个非标准的字段:Connection。如:Connection:keep-alive

    三.HTTP 1.1版本

    1997年1月发布1.1版本,直到现在仍然是最流行的版本。增加了以下内容:

    1.长连接。即TCP链接默认不关闭,可以被多个请求复用,不用声明Connection:keep-alive。但是规范的做法是客户端在最后一个请求时主动声明关闭链接:Connection:close

    2.管道机制。即在同一个TCP连接里面,客户端可以同时发送多个请求。这样就进一步改进了HTTP协议的效率。

    例如:客户端需要请求两个资源。以前的做法是,在同一个TCP连接里面,先发送A请求,然后等待服务器做出回应,收到后再发出B请求。管道机制则是允许浏览器同时发出A请求和B请求,但是服务器还是按照顺序,先回应A请求,完成后再回应B请求。

    3.Connection-Length字段。1.0版本里改字段不是必须的

    一个TCP连接现在可以传送多个回应,势必就要有一种机制,区分数据包是属于哪一个回应的。这就是Content-length字段的作用,声明本次回应的数据长度。

    4.分块传输编码

    使用Content-Length字段的前提条件是,服务器发送回应之前,必须知道回应的数据长度。

    对于一些很耗时的动态操作来说,这意味着,服务器要等到所有操作完成,才能发送数据,显然这样的效率不高。更好的处理方法是,产生一块数据,就发送一块,采用"流模式"(stream)取代"缓存模式"(buffer)。

    因此,1.1版规定可以不使用Content-Length字段,而使用"分块传输编码"(chunked transfer encoding)。只要请求或回应的头信息有Transfer-Encoding字段,就表明回应将由数量未定的数据块组成。

    比如:服务端响应headr里加了 Transfer-Encoding: chunked

    5.请求头增加 Host 字段,用来指定服务器的域名。

    6.另外还增加了几个命令。PUTPATCH、 OPTIONSDELETE

    缺点:虽然1.1版允许复用TCP连接,但是同一个TCP连接里面,所有的数据通信是按次序进行的。服务器只有处理完一个回应,才会进行下一个回应。要是前面的回应特别慢,后面就会有许多请求排队等着。

    四.HTTP 2版本

    2015年,HTTP/2 发布。它不叫 HTTP/2.0,是因为标准委员会不打算再发布子版本了,下一个新版本将是 HTTP/3。有以下新特性:

    1.纯二进制协议。HTTP/1.1 版的头信息肯定是文本(ASCII编码),数据体可以是文本,也可以是二进制。HTTP/2 则是一个彻底的二进制协议,头信息和数据体都是二进制,并且统称为"帧"(frame):头信息帧和数据帧。

    2.多工。HTTP/2 复用TCP连接,在一个连接里,客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应,而且不用按照顺序一一对应,这样就避免了"队头堵塞"。

    例如:在一个TCP连接里面,服务器同时收到了A请求和B请求,于是先回应A请求,结果发现处理过程非常耗时,于是就发送A请求已经处理好的部分, 接着回应B请求,完成后,再发送A请求剩下的部分,即双向的、实时的通信。

    3.数据流。因为 HTTP/2 的数据包是不按顺序发送的,同一个连接里面连续的数据包,可能属于不同的回应。因此,必须要对数据包做标记,指出它属于哪个回应。

    HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包,称为一个数据流(stream)。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候,都必须标记数据流ID,用来区分它属于哪个数据流。另外还规定,客户端发出的数据流,ID一律为奇数,服务器发出的,ID为偶数。

    数据流发送到一半的时候,客户端和服务器都可以发送信号(RST_STREAM帧),取消这个数据流。1.1版取消数据流的唯一方法,就是关闭TCP连接。这就是说,HTTP/2 可以取消某一次请求,同时保证TCP连接还打开着,可以被其他请求使用。客户端还可以指定数据流的优先级。优先级越高,服务器就会越早回应。

    4.头信息压缩。HTTP 协议不带有状态,每次请求都必须附上所有信息。所以,请求的很多字段都是重复的,比如CookieUser Agent,一模一样的内容,每次请求都必须附带,这会浪费很多带宽,也影响速度。

    HTTP/2 对这一点做了优化,引入了头信息压缩机制(header compression)。一方面,头信息使用gzipcompress压缩后再发送;另一方面,客户端和服务器同时维护一张头信息表,所有字段都会存入这个表,生成一个索引号,以后就不发送同样字段了,只发送索引号,这样就提高速度了。

    5.服务器推送。HTTP/2 允许服务器未经请求,主动向客户端发送资源,这叫做服务器推送(server push)。

    常见场景是客户端请求一个网页,这个网页里面包含很多静态资源。正常情况下,客户端必须收到网页后,解析HTML源码,发现有静态资源,再发出静态资源请求。其实,服务器可以预期到客户端请求网页后,很可能会再请求静态资源,所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。

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