从零开始掌握HTTP协议

简介: 本文介绍HTTP协议的演变,从HTTP1.0到HTTP2.0。HTTP1.0为无状态连接,每次请求独立;HTTP1.1引入持久连接、管道化请求和更多状态码;HTTP2.0采用二进制分帧、多路复用、头部压缩及服务器主动推送,大幅提升性能与用户体验。了解这些区别有助于开发者优化应用和服务。

本次主题是从零开始掌握HTTP协议。从HTTP1.0、HTTP1.11到最新的HTTP2.0,他们之间有什么区别和联系?

 

1.HTTP协议概述

HTTP即超文本传输协议,是一种用于聚会,协作式和超媒体信息系统的应用层协议,是万维网的数据通信基础。HTTP是一个无状态协议,每次请求都是独立的,不会保留之前的请求信息。


2.HTTP1.0的定义

HTTP1.0是第一个广泛使用的HTTP协议版本,诞生于1996年。它的出现标志着互联网进入一个全新的时代。网页变得更加壁画。

 

3.HTTP1.0的特点

(1)无状态连接

每次请求或响应后连接即断开。单一请求或响应,每次连接只能发送一个请求并接收一个响应。


(2)缺乏服务器控制

没有提供标准的服务器控制机制。无持久连接,每次请求都需要重新建立连接,效率低下。

 

4.HTTP1.1的定义

HTTP1.1于1997年发布,是当前最广泛使用的HTTP协议版本。相比HTTP1.0,HTTP1.1做很多改进和优化。

 

5.HTTP1.1的特点

(1) 持久连接

默认启用连接复用机制,即在同一个连接中可以发送多个请求和响应,减少连接建立和中断的开销。


(2)管道化请求

允许在同一个连接中同时发送多个请求,虽然响应顺序仍请求顺序。

(3)服务器控制

引入更多的服务器。如Cache-Control,带宽优化和网络连接的使用。引入Range头,允许请求部分资源,适用于断点、续传等场景。

(4)更多的状态码

扩展状态码。如100 Continue等。

 

6.HTTP2.0的定义

HTTP2.0于2015年发布,是对HTTP1.1的重大改进。HTTP2.0的设计目标是解决HTTP1.1中的性能问题,提升用户的网页体验。


7.HTTP2.0的特点

(1)二进制分帧

将请求和响应消息中继都是更小的帧,且这些帧是二进制,而不是文本的。


(2)多路复用

同一个连接上可以发送多个请求和响应,并且可以乱序发送和接收,不再受顺序的限制。

(3) 头部压缩

通过HPACK算法对头部信息进行压缩,减少传输的数据量。活跃服务器可以主动将资源活跃到客户端服务器中,从而需要客户端明确的请求。


(4)更快的传输速度

得益于上述改进,HTTP2.0显著提升网页加载速度。

 

8.HTTP1.0和HTTP1.1的主要区别

(1)持久连接

HTTP1.0请求或响应需要单独的连接,导致每次的连接建立和中断大量,效率低下。HTTP1.1开启默认持久连接,可以在一个TCP连接中处理多个请求和响应,显著减少连接开销。

(2)请求管道化

HTTP1.0不支持管道化请求。HTTP1.1支持管道化请求,允许在同一个TCP连接中同时发送多个请求,但是响应仍然按顺序。

(3)灾难模式

HTTP1.0没有标准的服务器控制机制,主要依赖Expires头。HTTP1.1引入更丰富的服务器控制头部,例如Cache-Control,让客户端和代理服务器可以更灵活的控制服务器策略。


(4)任务优化

HTTP1.0不支持部分内容请求。HTTP1.1引入Range头,支持部分内容请求,实现断点续传功能,优化带宽使用。


(5)虚拟主机支持

HTTP1.0不支持虚拟主机,需要为每个域名配置单独的IP地址。HTTP1.1通过Host头支持虚拟主机,使多个域名可以共享同一个IP地址,节省了IP资源。

 

9.HTTP1.1和HTTP2.0的主要区别

(1) 二进制分帧

HTTP1.1使用文本协议,解析和传输都比较运行。HTTP2.0引入二进制分帧层,将HTTP消息分割成更小的二进制帧 ,解析和传输效率更高。


(2) 多路复用

HTTP1.1虽然支持持久连接和管道化请求,但仍是串行处理,每次只能处理一个请求,存在队头阻塞问题。HTTP2.0实现真正的多路复用,在一个连接中可以发送多个请求和响应,并且可以大量乱序发送和接收,提升传输效率。


(3)头部压缩

HTTP1.1头部信息分区,尤其是在分区的请求中会带来额外的开销。HTTP2.0引入HPACK头部压缩算法,对头部信息进行压缩,减少传输的数据量,提升性能。

(4)服务器主动

HTTP1.1只能由客户端发起请求,服务器被动响应HTTP2.0服务器可以在客户端未明确请求的情况下,主动将资源到客户端缓存,减少延迟,提升用户体验。


HTTP协议作为互联网的基石,经历从HTTP1.0到HTTP1.1再到HTTP2.0的演进。每次升级都带来显著的性能提升和用户体验优化。对于开发者,了解这些协议的演变和区别能更好的优化应用和服务。

 

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