消除 HTTP 瓶颈的 SPDY##

HTTP 的瓶颈###

Web 网站为了保存这些新增内容,在很短的时间内就会发生大量的内容更新;为了尽可能实时地显示这些更新的内容,服务器上一有内容更新,就需要直接把那些内容反馈到客户端的界面上;使用 HTTP 协议探知服务器上是否有内容更新,就必须频繁地从客户端到服务器端进行确认。如果服务器上没有内容更新,那么就会产生徒劳的通信。

以下这些 HTTP 标准就会成为瓶颈。

  • 一条连接上只可发送一个请求。

  • 请求只能从客户端开始。客户端不可以接收除响应以外的指令。

  • 请求 / 响应首部未经压缩就发送。首部信息越多延迟越大。

  • 发送冗长的首部。每次互相发送相同的首部造成的浪费较多。

  • 可任意选择数据压缩格式。非强制压缩发送。

Ajax 的解决方法###

  • Ajax 的核心技术是名为 XMLHttpRequest 的 API,通过 JavaScript 脚本语言的调用就能和服务器进行 HTTP 通信。借由这种手段,就能从已加载完毕的 Web 页面上发起请求,只更新局部页面。

  • 而利用 Ajax 实时地从服务器获取内容,有可能会导致大量请求产生。另外,Ajax 仍未解决 HTTP 协议本身存在的问题。

Comet 的解决方法###

  • 通常,服务器端接收到请求,在处理完毕后就会立即返回响应,但为了实现推送功能,Comet 会先将响应置于挂起状态,当服务器端有内容更新时,再返回该响应。因此,服务器端一旦有更新,就可以立即反馈给客户端。

  • 内容上虽然可以做到实时更新,但为了保留响应,一次连接的持续时间也变长了。期间,为了维持连接会消耗更多的资源。另外,Comet 也仍未解决 HTTP 协议本身存在的问题。

SPDY 的设计与功能###

  • SPDY 没有完全改写 HTTP 协议,而是在 TCP/IP 的应用层与运输层之间通过新加会话层的形式运作。同时,考虑到安全性问题,SPDY 规定通信中使用 SSL。

  • SPDY 以会话层的形式加入,控制对数据的流动,但还是采用 HTTP 建立通信连接。因此,可照常使用 HTTP 的 GET 和 POST 等方 法、Cookie 以及 HTTP 报文等。

  • 多路复用流

通过单一的 TCP 连接,可以无限制处理多个 HTTP 请求。所有请求的处理都在一条 TCP 连接上完成,因此 TCP 的处理效率得到提高。

  • 赋予请求优先级

SPDY 不仅可以无限制地并发处理请求,还可以给请求逐个分配优先级顺序。这样主要是为了在发送多个请求时,解决因带宽低而导致响应变慢的问题。

  • 压缩 HTTP 首部

压缩 HTTP 请求和响应的首部。这样一来,通信产生的数据包数量和发送的字节数就更少了。

  • 推送功能

支持服务器主动向客户端推送数据的功能。这样,服务器可直接发送数据,而不必等待客户端的请求。

  • 服务器提示功能

服务器可以主动提示客户端请求所需的资源。由于在客户端发现资源之前就可以获知资源的存在,因此在资源已缓存等情况下,可以避免发送不必要的请求。

SPDY 消除 Web 瓶颈了吗###

  • 希望使用 SPDY 时,Web 的内容端不必做什么特别改动,而 Web 浏览器及 Web 服务器都要为对应 SPDY 做出一定程度上的改动。

  • 因为 SPDY 基本上只是将单个域名( IP 地址)的通信多路复用,所以当一个 Web 网站上使用多个域名下的资源,改善效果就会受到限制。

* SPDY 的确是一种可有效消除 HTTP 瓶颈的技术,但很多 Web 网站存在的问题并非仅仅是由 HTTP 瓶颈所导致。对 Web 本身的速度提升,还应该从其他可细致钻研的地方入手,比如改善 Web 内容的编写方式等。

使用浏览器进行全双工通信的 WebSocket##

当时筹划将 WebSocket 作为 HTML5 标准的一部分,而现在它却逐渐变成了独立的协议标准。

WebSocket 的设计与功能##

WebSocket,即 Web 浏览器与 Web 服务器之间全双工通信标准。其中,WebSocket 协议由 IETF 定为标准,WebSocket API 由 W3C 定为标准。仍在开发中的 WebSocket 技术主要是为了解决 Ajax 和 Comet 里 XMLHttpRequest 附带的缺陷所引起的问题。

WebSocket 协议###

一旦 Web 服务器与客户端之间建立起 WebSocket 协议的通信连接,之后所有的通信都依靠这个专用协议进行。通信过程中可互相发送 JSON、XML、HTML 或图片等任意格式的数据。

由于是建立在 HTTP 基础上的协议,因此连接的发起方仍是客户端,而一旦确立 WebSocket 通信连接,不论服务器还是客户端,任意一方都可直接向对方发送报文。

下面我们列举一下 WebSocket 协议的主要特点。

  • 推送功能

支持由服务器向客户端推送数据的推送功能。这样,服务器可直接发送数据,而不必等待客户端的请求。

  • 减少通信量

只要建立起 WebSocket 连接,就希望一直保持连接状态。和 HTTP 相比,不但每次连接时的总开销减少,而且由于 WebSocket 的首部信息很小,通信量也相应减少了。

为了实现 WebSocket 通信,在 HTTP 连接建立之后,需要完成一次“握手”(Handshaking)的步骤。

  • 握手·请求

为了实现 WebSocket 通信,需要用到 HTTP 的 Upgrade 首部字段,告知服务器通信协议发生改变,以达到握手的目的。

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
  • 握手·响应

对于之前的请求,返回状态码 101 Switching Protocols 的响应。

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

成功握手确立 WebSocket 连接之后,通信时不再使用 HTTP 的数据帧,而采用 WebSocket 独立的数据帧。

  • WebSocket API

JavaScript 可调用 The WebSocket API内提供的 WebSocket 程序接口,以实现 WebSocket 协议下全双工通信。以下为调用 WebSocket API,每 50ms 发送一次数据的实例。

var socket = new WebSocket('ws://game.example.com:12010/updates');
socket.onopen = function () {
setInterval(function() {
if (socket.bufferedAmount == 0)
socket.send(getUpdateData());
}, 50);
};

Web 服务器管理文件的 WebDAV##

  • WebDAV是一个可对 Web 服务器上的内容直接进行文件复制、编辑等操作的分布式文件系统。它作为扩展 HTTP/1.1 的协议定义在 RFC4918;除了创建、删除文件等基本功能,它还具备文件创建者管理、文件编辑过程中禁止其他用户内容覆盖的加锁功能,以及对文件内容修改的版本控制功能。

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