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HTTP 的前世今生：一次性搞懂 HTTP、HTTPS、SPDY、HTTP2

作者：IDCBEST來源：天下數(shù)據(jù)2018/11/16 瀏覽次數(shù)：4302

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作為互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的一員老將，HTTP 協(xié)議走到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三次版本的變動，現(xiàn)在最新的版本是 HTTP2.0，相信大家早已耳熟能詳。今天就給大家好好介紹一下 HTTP 的前世今生。

HTTP/0.9

HTTP 的最早版本誕生在 1991 年，這個最早版本和現(xiàn)在比起來極其簡單，沒有 HTTP 頭，沒有狀態(tài)碼，甚至版本號也沒有，后來它的版本號才被定為 0.9 來和其他版本的 HTTP 區(qū)分。HTTP/0.9 只支持一種方法—— Get，請求只有一行。

GET /hello.html

響應(yīng)也是非常簡單的，只包含 html 文檔本身。

<HTML>  
Hello world  
</HTML>

當 TCP 建立連接之后，服務(wù)器向客戶端返回 HTML 格式的字符串。發(fā)送完畢后，就關(guān)閉 TCP 連接。由于沒有狀態(tài)碼和錯誤代碼，如果服務(wù)器處理的時候發(fā)生錯誤，只會傳回一個特殊的包含問題描述信息的 HTML 文件。這就是最早的 HTTP/0.9 版本。

HTTP/1.0

1996 年，HTTP/1.0 版本發(fā)布，大大豐富了 HTTP 的傳輸內(nèi)容，除了文字，還可以發(fā)送圖片、視頻等，這為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。相比 HTTP/0.9，HTTP/1.0 主要有如下特性：

請求與響應(yīng)支持 HTTP 頭，增加了狀態(tài)碼，響應(yīng)對象的一開始是一個響應(yīng)狀態(tài)行
協(xié)議版本信息需要隨著請求一起發(fā)送，支持 HEAD，POST 方法
支持傳輸 HTML 文件以外其他類型的內(nèi)容

一個典型的 HTTP/1.0 的請求像這樣：

GET /hello.html HTTP/1.0  
User-Agent:NCSA_Mosaic/2.0(Windows3.1)  
200 OK 
Date: Tue, 15 Nov 1996 08:12:31 GMT  
Server: CERN/3.0 libwww/2.17  
Content-Type: text/html  
<HTML>  
一個包含圖片的頁面  
<IMGSRCIMGSRC="/smile.gif">  
</HTML>

HTTP/1.1

在 HTTP/1.0 發(fā)布幾個月后，HTTP/1.1 就發(fā)布了。HTTP/1.1 更多的是作為對 HTTP/1.0 的完善，在 HTTP1.1 中，主要具有如下改進：

可以復用連接
增加 pipeline：HTTP 管線化是將多個 HTTP 請求整批提交的技術(shù)，而在傳送過程中不需先等待服務(wù)端的回應(yīng)。管線化機制須通過永久連接（persistent connection）完成。瀏覽器將HTTP請求大批提交可大幅縮短頁面的加載時間，特別是在傳輸延遲（lag/latency）較高的情況下。有一點需要注意的是，只有冪等的請求可以使用 pipeline，如 GET，HEAD 方法。
chunked 編碼傳輸：該編碼將實體分塊傳送并逐塊標明長度,直到長度為 0 塊表示傳輸結(jié)束, 這在實體長度未知時特別有用(比如由數(shù)據(jù)庫動態(tài)產(chǎn)生的數(shù)據(jù))
引入更多緩存控制機制：如 etag，cache-control
引入內(nèi)容協(xié)商機制，包括語言，編碼，類型等，并允許客戶端和服務(wù)器之間約定以最合適的內(nèi)容進行交換
請求消息和響應(yīng)消息都支持 Host 頭域：在 HTTP1.0 中認為每臺服務(wù)器都綁定一個唯一的 IP 地址，因此，請求消息中的URL并沒有傳遞主機名（hostname）。但隨著虛擬主機技術(shù)的發(fā)展，在一臺物理服務(wù)器上可以存在多個虛擬主機（Multi-homed Web Servers），并且它們共享一個 IP 地址。因此，Host 頭的引入就很有必要了。
新增了 OPTIONS,PUT, DELETE, TRACE, CONNECT 方法

雖然 HTTP/1.1 已經(jīng)優(yōu)化了很多點，作為一個目前使用最廣泛的協(xié)議版本，已經(jīng)能夠滿足很多網(wǎng)絡(luò)需求，但是隨著網(wǎng)頁變得越來越復雜，甚至演變成為獨立的應(yīng)用，HTTP/1.1 逐漸暴露出了一些問題：

在傳輸數(shù)據(jù)時，每次都要重新建立連接，對移動端特別不友好
傳輸內(nèi)容是明文，不夠安全
header 內(nèi)容過大，每次請求 header 變化不大，造成浪費
keep-alive 給服務(wù)端帶來性能壓力

為了解決這些問題，HTTPS 和 SPDY 應(yīng)運而生。

HTTPS

HTTPS 是以安全為目標的 HTTP 通道，簡單講是 HTTP 的安全版，即 HTTP 下加入 SSL 層，HTTPS 的安全基礎(chǔ)是 SSL，因此加密的詳細內(nèi)容就需要 SSL。

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HTTPS 協(xié)議的主要作用可以分為兩種：一種是建立一個信息安全通道，來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�；另一種就是確認網(wǎng)站的真實性。

HTTPS 和 HTTP 的區(qū)別主要如下：

HTTPS 協(xié)議使用 ca 申請證書，由于免費證書較少，需要一定費用。
HTTP 是明文傳輸，HTTPS 則是具有安全性的 SSL 加密傳輸協(xié)議。
HTTP 和 HTTPS使用的是完全不同的連接方式，用的端口也不一樣，前者是 80，后者是 443。

SPDY

其實 SPDY 并不是新的一種協(xié)議，而是在 HTTP 之前做了一層會話層。

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在 2010 年到 2015 年，谷歌通過實踐一個實驗性的 SPDY 協(xié)議，證明了一個在客戶端和服務(wù)器端交換數(shù)據(jù)的另類方式。其收集了瀏覽器和服務(wù)器端的開發(fā)者的焦點問題，明確了響應(yīng)數(shù)量的增加和解決復雜的數(shù)據(jù)傳輸。在啟動 SPDY 這個項目時預設(shè)的目標是：

頁面加載時間 (PLT) 減少 50%。
無需網(wǎng)站作者修改任何內(nèi)容。
將部署復雜性降至最低，無需變更網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。
與開源社區(qū)合作開發(fā)這個新協(xié)議。
收集真實性能數(shù)據(jù)，驗證這個實驗性協(xié)議是否有效。

為了達到降低目標，減少頁面加載時間的目標，SPDY 引入了一個新的二進制分幀數(shù)據(jù)層，以實現(xiàn)多向請求和響應(yīng)、優(yōu)先次序、最小化及消除不必要的網(wǎng)絡(luò)延遲，目的是更有效地利用底層 TCP 連接。

HTTP/2.0

時間來到 2015 年，HTTP/2.0 問世。先來介紹一下 HTTP/2.0 的特點吧：

使用二進制分幀層：在應(yīng)用層與傳輸層之間增加一個二進制分幀層，以此達到在不改動 HTTP 的語義，HTTP 方法、狀態(tài)碼、URI 及首部字段的情況下，突破HTTP1.1 的性能限制，改進傳輸性能，實現(xiàn)低延遲和高吞吐量。在二進制分幀層上，HTTP2.0 會將所有傳輸?shù)男畔⒎指顬楦〉南⒑蛶λ鼈儾捎枚M制格式的編碼，其中 HTTP1.x 的首部信息會被封裝到 Headers 幀，而我們的 request body 則封裝到 Data 幀里面。

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多路復用：對于 HTTP/1.x，即使開啟了長連接，請求的發(fā)送也是串行發(fā)送的，在帶寬足夠的情況下，對帶寬的利用率不夠，HTTP/2.0 采用了多路復用的方式，可以并行發(fā)送多個請求，提高對帶寬的利用率。

HTTP 的前世今生：一次性搞懂 HTTP、HTTPS、SPDY、HTTP2

數(shù)據(jù)流優(yōu)先級：由于請求可以并發(fā)發(fā)送了，那么如果出現(xiàn)了瀏覽器在等待關(guān)鍵的 CSS 或者 JS 文件完成對頁面的渲染時，服務(wù)器卻在專注的發(fā)送圖片資源的情況怎么辦呢？HTTP/2.0 對數(shù)據(jù)流可以設(shè)置優(yōu)先值，這個優(yōu)先值決定了客戶端和服務(wù)端處理不同的流采用不同的優(yōu)先級策略。
服務(wù)端推送：在 HTTP/2.0 中，服務(wù)器可以向客戶發(fā)送請求之外的內(nèi)容，比如正在請求一個頁面時，服務(wù)器會把頁面相關(guān)的 logo，CSS 等文件直接推送到客戶端，而不會等到請求來的時候再發(fā)送，因為服務(wù)器認為客戶端會用到這些東西。這相當于在一個 HTML 文檔內(nèi)集合了所有的資源。
頭部壓縮：使用首部表來跟蹤和存儲之前發(fā)送的鍵值對，對于相同的內(nèi)容，不會再每次請求和響應(yīng)時發(fā)送。

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