1、背景
如今我们享受着丰富的互联网，网购、点外卖、叫网约车方便了我们的生活，看短视频、看电子书更扩宽了我们的视野。关于互联网，最初的设想来源于CERN(欧洲核子研究组织)的Tim BernersLee博士，
他提出了一种能让相隔甚远的研究者们共享知识的设想。他认为借助多文档之间相互关联形成的超文本 (HyperText)，可以连成可相互参阅的 WWW(World Wide Web，万维网)。 WWW 构建技术主要包括：
- HTML(HyperText Markup Language，超文本标记语言);
- HTTP 协议 ;
- URL(UniformResource Locator，统一资源定位符)。
HTML让我们看到丰富的网页，包含文字，图片，视频等等，而URL指明了文档所在地址，告诉客户端资源在哪个位置，而http是应用层的协议，提供一种发布和接收HTML页面的方法。
2、简单介绍http协议
- HTTP 协议用于客户端和服务器端之间的通信
通过请求报文和响应报文的交换达成通信
- HTTP是不保存状态的协议
使用 HTTP 协议，每当客户端有新的请求发送时，服务器端就会有对应的新响应产生。协议本身并不保留或缓存之前一切的请求或响应报文的信息。这种设计模式是为了更快地处理大量请求和响应，确保协议的可伸缩性。
- 状态保存必要性的事例
假设不记录已登录的状态，那么每次跳转新页面都需要再次登录。这对用户来说，无疑是一种不友好的体验。
- cookie 技术的引入
Cookie 技术通过在请求和响应报文中写入Cookie信息来控制客户端的状态。首先，Cookie会根据响应报文内的Set-Cookie 首部字段信息，通知客户端保存Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时，客户端会自动在请求报文中加入Cookie值后发送出去。服务器端发现客户端发送过来的Cookie后，会去检查究竟是从哪一个客户端发来的连接请求，然后对比服务器上的记录，最后得到之前的状态信息。
- HTTP 协议使用 URI 定位互联网上的资源
正是因为 URI 的特定功能，在互联网上任意位置的资源都能被访问到。
3、http协议版本介绍
http协议的主要版本如下，其中，SPDY 协议由谷歌自行研发，主要解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。这个协议在Chrome浏览器上证明可行以后，被当作 HTTP/2 的基础，主要特性都在 HTTP/2 之中得到继承。
3.1 HTTP/0.9
3.1.1 一个实例
最早版本是1991年发布的0.9版本，下面展示了请求和响应报文的格式：
GET /index.html
<html>
<body>Hello World</body>
</html>
3.1.2 说明
该版本极其简单，仅支持GET命令。该命令表示，当TCP连接建立后，客户端向服务器请求网页 index.html。0.9版本协议规定，服务器只能回应 HTML 格式的字符串，不能回应别的格式。且服务器发送完成后，就会关闭 TCP 连接。
3.2 HTTP/1.0
3.2.1 一个实例
1996年5月，HTTP/1.0 版本发布，内容大大增加。下面展示了请求和响应报文的格式：
GET / HTTP/1.0
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5)
Accept: */*
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/plain
Content-Length: 137582
Expires: Thu, 05 Dec 1997 16:00:00 GMT
Last-Modified: Wed, 5 August 1996 15:55:28 GMT
Server: Apache 0.84
<html>
<body>Hello World</body>
</html>
3.2.2 说明
对于请求方式，在GET命令的基础上，还引入了POST命令和HEAD命令，这丰富了浏览器与服务器的互动手段。而服务器响应的内容也得到了扩展，任何格式的内容都可以被发送。这使得互联网不仅可以传输文字，还能传输图像、视频、二进制文件。另外观察请求和响应报文，除了数据部分，每次通信都包括头信息（HTTP header），用来描述一些元数据。
其他的新增功能还包括状态码、多字符集支持、多部分发送、权限、缓存、内容编码等。
3.2.3 关于Content-Type字段
Content-Type是响应报文中的常用字段，通过该字段，可以告诉客户端数据的格式。下面是常见的Content-Type字段的值：
- text/plain
- text/html
- text/css
- image/jpeg
- image/png
- image/svg+xml
- audio/mp4
- video/mp4
- application/javascript
- application/pdf
- application/zip
- application/atom+xml
除了以上常见的内容类型，在实际的工程中，我们经常有上传文件，上传图片等行为。此地，就用到了多部分对象集合(Multipart)。即：
- Content-Type: multipart/form-data;
HTTP 协议中使用了多部分对象集合，发送的一份报文主体内可含有多类型实体。通常是在图片或文本文件等上传时使用。
3.2.4 关于Content-Encoding字段
HTTP/1.0增加了内容编码的功能，内容编码指明应用在实体内容上的编码格式，并保持实体信息原样压缩。内容编码后的实体由客户端接收并负责解码。
常用的内容编码有以下几种：
- gzip(GNU zip)
- compress(UNIX 系统的标准压缩)
- deflate(zlib)
- identity(不进行编码)
在响应报文中，Content-Encoding字段说明数据的压缩方法。
Content-Encoding: gzip
Content-Encoding: compress
Content-Encoding: deflate
在请求报文中，用Accept-Encoding字段说明客户端可以接受哪些压缩方法。
Accept-Encoding: gzip, deflate
3.3 HTTP/1.1
3.3.1 新增方法
新增了许多请求方法：PUT、PATCH、HEAD、 OPTIONS、DELETE。
3.3.2 关于持久连接
- 持久连接
TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用。
- 非持久连接
HTTP 协议的初始版本中，每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP 连接。每次的请求都会造成无谓的 TCP 连接建立和断开，增加通信量的开销。
- 持久连接的优势
建立 1 次 TCP 连接后进行多次请求和响应的交互，减少 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。在 HTTP/1.1 中，所有的连接默认都是持久连接持久连接使得多数请求以管道机制(pipelining)发送成为可能。
3.3.3 关于管道机制
持久连接使得多数请求以管线化(pipelining)方式发送成为可能。从前发送请求后需等待并收到响应，才能发送下一个请求。管线化技术 出现后，不用等待响应亦可直接发送下一个请求。
比如，当请求一个包含 1多张图片的Web页面，与挨个连接相比，用持久连接可以让请求更快结束。而管线化技术则比持久连接还要快。请求数越多，时间差就越明显。
3.3.4 分块传输编码
- 分块传输编码出现的背景
在 HTTP 通信过程中，请求的编码实体资源尚未全部传输完成之前，浏览器无法显示请求页面。于是，HTTP/1.1在HTTP/1.0内容编码的基础上，提出了分块传输编码。这样在传输大容量数据时，通过便可以把数据分割成多块，让浏览器逐步显示页面。
- 如何使用分块传输编码
Transfer-Encoding: chunked
- 如何确定传输已结束
分块传输编码会将实体主体分成多个部分(块)。每一块都会用十六进制来标记块的大小，而实体主体的最后一块会使用“0(CR+LF)”来标记。最后是一个大小为0的块，就表示本次回应的数据发送完了。
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/plain
Transfer-Encoding: chunked
25
This is the data in the first chunk
1C
and this is the second one
3
con
8
sequence
0
3.4 HTTP/2
2015年，HTTP/2 发布。
3.4.1 HTTP/2新特性-多路复用
- 多路复用可以解决什么问题？
做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级。HTTP1.1也可以多建立几个TCP连接，来支持处理更多并发的请求，但是创建TCP连接本身也是有开销的。
3.4.2 HTTP/2新特性-头信息压缩
- HTTP1.1的处理方式
在HTTP1.1中，HTTP请求和响应都是由状态行、请求/响应头部、消息主体三部分组成。一般而言，消息主体都会经过gzip压缩，或者本身传输的就是压缩过后的二进制文件，但状态行和头部却没有经过任何压缩，直接以纯文本传输。
- 缺点
随着Web功能越来越复杂，每个页面产生的请求数也越来越多，导致消耗在头部的流量越来越多，尤其是每次都要传输UserAgent、Cookie这类不会频繁变动的内容，完全是一种浪费。
- HTTP2的处理方式
- 头信息使用gzip或compress压缩后再发送；
- 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。
3.4.3 HTTP/2新特性-服务器推送
- HTTP1.1的处理方式
当一个html文件使用了许多资源：样式表、脚本、图片，视频等等。在HTTP1.1中这些资源每一个都必须明确地请求。
- 缺点
浏览器解析html文件的时候增量地获取更多的资源。因为服务器必须等待浏览器做每一个请求，网络经常是空闲的和未充分使用的。
- HTTP2的处理方式
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。
Reference
[1]: 上野宣, 于均良。图解HTTP:HTTP[J]. 人民邮电出版社, 2014
[2]: HTTP 协议入门
[3]: Http系列(-) Http发展历史
[4]: HTTP百度百科
