网络协议HTTP/1、HTTP/2 及 HTTP/3详解-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了网络协议HTTP/1、HTTP/2 及 HTTP/3详解。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

概述

一、发展史

HTTP/1.1

Keep-alive

动静分离

HTTP/2

二进制传输

多路复用

Header 压缩

服务端 Push

HTTP/3

QUIC

多路复用

0-RTT

纠错机制

三、小结

概述

HTTP（Hyper Text Transformer Protocol，超文本传输协议）是一种通信协议，它允许将超文本标记语言（HTML）文档从Web服务器传送到客户端的浏览器。它是一个应用层协议，承载于TCP协议之上。

一、发展史

HTTP/1.1

HTTP/1.1版本，持久连接/长连接被默认采用（默认模式使用带流水线的持久连接），并能很好地配合代理服务器工作，还支持以管道方式同时发送多个请求，以便降低线路负载，提高传输速度。

注：HTTP1.0和1.1在之后很长的一段时间内会一直并存，这是由于网络基础设施更新缓慢所决定的。

HTTP持久连接不使用独立的keepalive信息，而是仅仅允许多个请求使用单个连接。

对于HTTP1.1，不仅继承了HTTP1.0简单的特点，还克服了诸多HTTP1.0性能上的问题。

首先是长连接，HTTP1.1增加了一个Connection字段，通过设置Keep-Alive可以保持HTTP连接不断开，避免了每次客户端与服务器请求都要重复建立释放建立TCP连接，提高了网络的利用率。如果客户端想关闭HTTP连接，可以在请求头中携带Connection: false来告知服务器关闭请求。

其次，是HTTP1.1支持请求管道化（pipelining）。基于HTTP1.1的长连接，使得请求管线化成为可能。管线化使得请求能够“并行”传输。

注意：这里的“并行”并不是真正意义上的并行传输，需要注意的是，服务器必须按照客户端请求的先后顺序依次回送相应的结果，以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容。

也就是说，HTTP管道化可以让我们把先进先出队列从客户端（请求队列）迁移到服务端（响应队列）。

Keep-alive

优点：

较少的CPU和内存的使用（由于同时打开的连接的减少了）
允许请求和应答的HTTP管线化
减少了后续请求的延迟（无需再进行握手）
报告错误无需关闭

缺点：

对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)，Keep-Alive可能会极大的影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间。
根据RFC2616，用户客户端与任何服务器和代理服务器之间不应该维持超过2个链接。代理服务器应该最多使用2×N个持久连接到其他服务器或代理服务器，其中N是同时活跃的用户数。这个指引旨在提高HTTP响应时间并避免阻塞。但由于，TCP连接减少了，对于静态资源（图片、JavaScript、CSS）较多的网站，性能反而可能会下降。

动静分离

为了规避上面说的对图片等静态资源的影响，大多数商业网站会启用独立的静态资源域名。从而保证主站的动态资源请求和静态资源的请求不会互相挤占连接。

动静分离同时还会有一个额外的好处：对于静态资源的请求，HTTP请求头里的Cookie等信息是没有用处的，反而占用了宝贵的上行网络资源。用独立的域名存放静态资源后，请求静态资源域名就不会默认带上主站域的Cookie，从而解决了这个问题。

HTTP/2

HTTP/2 相比于 HTTP/1，可以说是大幅度提高了网页的性能。

在 HTTP/1 中，为了性能考虑，我们会引入雪碧图、将小图内联、使用多个域名等等的方式。这一切都是因为浏览器限制了同一个域名下的请求数量（Chrome 下一般是限制六个连接），当页面中需要请求很多资源的时候，队头阻塞（Head of line blocking）会导致在达到最大请求数量时，剩余的资源需要等待其他资源请求完成后才能发起请求。

在 HTTP/2 中引入了多路复用的技术，这个技术可以只通过一个 TCP 连接就可以传输所有的请求数据。多路复用很好的解决了浏览器限制同一个域名下的请求数量的问题，同时也接更容易实现全速传输，毕竟新开一个 TCP 连接都需要慢慢提升传输速度。

大家可以通过该链接感受下 HTTP/2 比 HTTP/1 到底快了多少。