杂谈：HTTP1.1 与 HTTP2.0 知多少？

HTTP是应用层协议，是基于TCP底层协议而来。

TCP的机制限定，每建立一个连接需要3次握手，断开连接则需要4次挥手。

HTTP协议采用“请求-应答”模式，HTTP1.0下，HTTP1.1非Keep-Alive模式下，每个请求都要新建一个连接，完成之后立即断开连接。如果有新的请求，则要重新创建请求连接（HTTP协议为无连接的协议）。

这样不免造成了网络传输数据一定的延迟，1999年推出HTTP1.1，虽然可以通过设置延迟时间，让连接延迟关闭。但仍然有线头阻塞，max-connection最大连接限制了并行请求数量等痛点，难以应对日益增长的大数据实时传输。

新一代HTTP2.0协议应运而生，提高HTTP应对高并发场景下的数据传输能力。

「 HTTP1.1」

Pipelining管道化

提出管道化方案解决连接延迟，服务端可设置Keep-Alive来让连接延迟关闭时间，但因为浏览器自身的Max-Connection最大连接限制，同一个域名 (host) 下的请求连接限制（同域下谷歌浏览器是一次限制最多6个连接），只能通过多开域名来实现，这也就是我们的静态资源选择放到CDN上或其它域名下，来提高资源加载速度。

pipelining方案需要前后端支持，但绝大部分的HTTP代理器对pipelining的支持并不友好。

只支持GET/HEAD

pipelining只支持GET/HEAD方式传送数据，不支持POST等其它方式传输。

头部信息冗余

HTTP是无状态的，客户端/服务端只能通过HEAD的数据维护获取状态信息，这样就造成每次连接请求时都会携带大量冗余的头部信息，头部信息包括COOKIE信息等。

超文本协议

HTTP1.X是超文本协议传输。超文本协议传输，发送请求时会找出数据的开头和结尾帧的位置，并去除多余空格，选择最优方式传输。如果使用了HTTPS，那么还会对数据进行加密处理，一定程度上会造成传输速度上的损耗。

线头阻塞

pipelining通过延迟连接关闭的方案，虽然可同时发起对服务端的多个请求，但服务端的response依旧遵循FIFO（first in first out)规则依次返回。

举个例子客户端发送了1、2、3、4四个请求，如果1没返回给客户端，那么2，3，4也不会返回。这就是所谓的线头阻塞。高并发高延迟的场景下阻塞明显。

HTTP1.X传输优化方法

多个资源合并成一个请求连接，如前端Spriting雪碧图，JS/CSS压缩成一个文件等
Inlining内联的方式，采用inline css/inline js等并入html中，减少对css/js文件的请求
CDN资源多域名转发，静态资源分布存储在多个域下。

以上三种三种方法虽然能使HTTP1.X协议传输速度提高，但也有对应的不足。

如雪碧图，将多个小图合并成一张大图，降低多张小图请求的高延迟，但是如果我只想要两个icon小图，却需要加载一整张大图，就会造成资源冗余。合并的JS/CSS文件也有类似的问题。
内联的方式，会让我们的代码变得难以维护，让html文件变得更大，代码混合严重。
多域名下可缓解Max-Connection，但不同域会让Cookie信息无法彼此共享。

了解完HTTP1.1的痛点，接下来就是我们新一代的HTTP协议HTTP2.0

「 HTTP2.0」

前身SPDY

SPDY是2012年谷歌推出的是基于SSL/TLS的传输协议，SPDY有降低延迟，多路复用，头部压缩，服务端推送等特点，这些特点也称为了后续HTTP2.0的功能基石，HTTP2.0是SPDY/3 draft的优化版。

HTTP2.0 与 SPDY的区别：

HTTP2.0 头部压缩采用HPACK，而SPDY采用DELEFT。
HTTP2.0 理论上支持明文HTTP传输，而SPDY强制使用HTTPS。

多路复用

（一个域只要一个TCP连接）实现真正的并发请求，降低延时，提高了带宽的利用率。

头部压缩

客户端/服务端进行渐进更新维护，采用HPACK压缩，节省了报文头占用流量。

相同的头部信息不会通过请求发送，延用之前请求携带的头部信息。
新增/修改的头部信息会被加入到HEAD中，两端渐进更新。

两端会共同维护一个head list，每次请求时都会进行检查。
该list包括：

static (既定的头部信息)
dynamic (自定义的头部信息)

请求优先级

每个流都有自己的优先级别，客户端可指定优先级。并可以做流量控制。因为HTTP2.0的传世允许请求并发，但是应用场景中我们要处理一些主要文件的优先级权重，以及资源模块依赖等。所以我们可通过设置优先级来提高主要文件的权重，使其优先加载请求。

服务端推送

请求不是来自客户端“明确”的请求，是从服务端PUSH_PROMISE帧中提供。例如我们加载index.html, 我们可能还需要index.js, index.css等文件。传统的请求只有当拿到index.html，解析html中对index.js/index.css的引入才会再请求资源加载，但是通过服务端数据，可以提前将资源推送给客户端，这样客户端要用到的时候直接调用即可，不用再发送请求。

push的资源能缓存在浏览器中
不同的网页能使用该缓存，不用重新发起
push的资源通过multiplexed进行传输
push的资源能够进行priority标识
client有权取消push资源的加载
push的资源必须同域

二进制协议

HTTP2.0 传输协议采用二进制协议，区别与HTTP1.X的超文本协议。更易于帧，数据包的发送接收。HTTP2.0是运行在TCP连接上的应用层协议，接受服务器或发送请求时，会自动将头部信息/request body分成HEAD帧和DATA帧。

客户端/服务端发送/接收数据时，会将数据打散乱序发送，接收数据时接收一端再通过streamID标识来将数据合并。

HTTP2.0环境要求

HTTP2.0理论上支持明文HTTP传输，但因为其前身SPDY是在TLS上，他们的主人Google 和 Firefox 都支持TLS架构，所以需要搭建HTTP2.0 + TLS成了标准。

Nginx > 1.10
OpenSSL > 1.0.2
CA证书

参考文档

作者：以乐之名
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