前言
互联网世界中,HTTP协议算是使用最广泛的协议。最近Http2.0诞生再次使得互联网技术成为关注的焦点。接下来我们一起看看关于HTTP的那些事。
HTTP
说道HTTP难免会提及TCP协议,HTTP是建立在TCP协议之上的,TCP协议作为传输层协议其实离应用层并不远。
TCP协议的性能直接影响了HTTP:
- TCP建立连接时需要三次握手1.5个RTT
- 慢启动(slow start)
目前,影响网路请求的两个主要因素: 带宽和延迟。随着网络基础设施建设带宽得到极大提升,大部分是延迟在影响响应速度。
HTTP 1.0 最大问题:
- 连接无法复用
- head-of-line blocking (队头阻塞)
连接无法复用会导致每次都需要进行三次握手和慢启动。
head-of-line blocking 则会导致带宽无法充分利用,以及后续健康请求阻塞。
解决连接无法复用问题
在HTTP 1.0协议里设置Connection: Keep-Alive
。可以在一定时间内复用连接。对于PC端浏览器来说效果明显,对移动APP来说成效不大。
方案一: 基于TCP的长链接
基于TCP协议,使用TCP的Socket编程技术。 成熟方案如:Google的protobuf。
缺点:实现难度大,需要自己制定协议。
有点:信息的上报和推送变及时,减轻服务器压力。
方案二: http long-polling
客户端在初始状态就会发送一个polling请求到服务器,服务器并不会马上返回业务数据,而是等待有新的业务数据产生的时候再返回。
难度:链接增多会增加服务器压力,移动网络不稳定需要考虑重建链接,稳定性不好,需要业务数据过期机制。
方案三: http streaming
同long-polling不同的是,server并不会结束初始的streaming请求,而是持续的通过这个通道返回最新的业务数据。
方案四:web socket
优点:双向的数据通道,提供了http所缺少的长连接功能。
缺点:较新,大部分浏览器不支持。
head-of-line blocking
http pipelining
缺点:只适用于http1.1,绝大部分http代理服务器不支持等
其他技术
- Spriting (图片合并)
- Inlining (内容内嵌)
- Concatenation (文件合并)
- Domain Sharding (域名分片)
SPDY
为了解决http1.0和1.1存在的问题,Google在2012年提出了SPDY方案。
目标:
- 降低延迟,客户单的单链接单请求,server的FIFO响应队列都是延迟的大头。
- http 最初是客户端发请求,服务器响应,服务器无法主动push内容。
- 压缩http header。
SPDY设计:
位于HTTP之下,TCP和SSL之上,兼容老版本,还可以使用已有的SSL功能。SPDY分为基础功能和高级功能,基础功能默认开启,高级功能手动开启。
基础功能
- 多路复用(multiplexing)。多路复用通过多个请求stream共享一个tcp连接的方式。解决了队头阻塞,降低了延迟提高带宽利用率。
- 请求优先级(request prioritization)。在多路复用的时候会出现关键请求被阻塞。SPDY 允许每次request设置优先级。
- header压缩。压缩率达到80%以上。
高级功能
- server推送(server push) 。开启server push 之后,服务器通过
X-Associated-Content header
告知客户端有新内容推送过来。 - server暗示(server hint) 。不推送,只提示有新内容。
HTTP 2.0
SPDY的诞生和表现说明了两件事:
- 一是现有互联网设施基础和http协议广泛使用的前提下,可以通过修改协议层来优化http1.x。
- 针对http1.x的修改业界反馈很好
优点: 多路复用,请求压缩,优先级控制,server push等亮点。
HTTP2.0主要改动
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新的二进制格式
http1.x诞生的时候使用明文协议,三部分组成:start line, header, body。协议解析,基于文本的,基于文本的协议解析存在缺陷,需要考虑的场景很多。http2.0 采用二进制格式,实现方便且健壮。http2.0的格式定义更接近tcp层的方式。
- length:定义了整个frame的开始到结束。
- type:定义frame的类型(一共10种)
- flags: 用bit位定义一些重要的参数
- stream ID 用作流控制
- payload: request的正文
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连接共享(多路复用)
使用上面提到的Stream id用来作连接共享机制的。一个request对应一个stream并分配一个id,接收方可以根据id区分frame归属哪个不同的frame。可以调整优先级,并且可以动态调整。
header压缩
重置连接表现更好
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Server Push
http2.0能通过push方式将客户端需要的内容预先推送出去,所以也叫“cache push”.
流量控制(Flow control)
更安全的SSL
移动端的HTTP现状
iOS下http现状
iOS系统从iOS8开始通过NSURLSession来支持SPDY,在iOS9+开始支持HTTP2.0.新版本的ATS默认支持https进行网络传输。
Android下HTTP现状
http2.0只能在新系统中支持,SPDY作为过渡方案存在。
结束
HTTP1.x到SPDY,再到HTTP2.0的一些主要变迁技术点。