HTTP不同版本主要特性異同分析

HTTP有很多版本，每個版本也有自身的差異性， 本文是對 HTTP不同版本主要特性的一個概述和總結，希望能協助到大家。

HTTP1.0

早先1.0的HTTP版本，是一種無狀態、無串連的應用程式層協議。

HTTP1.0規定瀏覽器和伺服器保持短暫的串連，瀏覽器的每次請求都需要與伺服器建立一個TCP串連，伺服器處理完成後立即斷開TCP串連（無串連），伺服器不跟蹤每個用戶端也不記錄過去的請求（無狀態）。

這種無狀態性可以藉助cookie/session機制來做身份認證和狀態記錄。而下面兩個問題就比較麻煩了。

首先，不需連線的特性導致最大的效能缺陷就是無法複用串連。每次發送請求的時候，都需要進行一次TCP的串連，而TCP的串連釋放過程又是比較費事的。這種不需連線的特性會使得網路的利用率非常低。

其次就是就是隊頭阻塞（head of line blocking）。由於HTTP1.0規定下一個請求必須在前一個請求響應到達之前才能發送。假設前一個請求響應一直不到達，那麼下一個請求就不發送，同樣的後面的請求也給阻塞了。

為瞭解決這些問題，HTTP1.1出現了。

HTTP1.1

對於HTTP1.1，不僅繼承了HTTP1.0簡單的特點，還克服了諸多HTTP1.0效能上的問題。

首先是長串連，HTTP1.1增加了一個Connection欄位，通過設定Keep-Alive可以保持HTTP串連不斷開，避免了每次用戶端與伺服器請求都要重複建立釋放建立TCP串連，提高了網路的利用率。如果用戶端想關閉HTTP串連，可以在要求標頭中攜帶Connection: false來告知伺服器關閉請求。

其次，是HTTP1.1支援要求管道化（pipelining）。基於HTTP1.1的長串連，使得請求管線化成為可能。管線化使得請求能夠並行傳輸。舉個例子來說，假如響應的主體是一個html頁面，頁面中包含了很多img，這個時候keep-alive就起了很大的作用，能夠進行並行發送多個請求。（用戶端依據網域名稱來向伺服器建立串連，一般PC瀏覽器會針對單個網域名稱的伺服器同時建立6~8個串連，手機端一般控制在4~6個。這也是為什麼很多大型網站設定不同的靜態資源CDN網域名稱來載入資源。）

需要注意的是，伺服器必須按照用戶端請求的先後順序依次回送相應的結果，以保證用戶端能夠區分出每次請求的響應內容。

也就是說，HTTP管道化可以讓我們把先進先出隊列從用戶端（請求隊列）遷移到服務端（響應隊列）。

，用戶端同時發了兩個請求分別來擷取html和css，假如說伺服器的css資源先準備就緒，伺服器也會先發送html再發送css。

同時，管道化技術只是使得用戶端能夠往一個伺服器同時發送一組請求，假若用戶端想往這個相同的伺服器發起另一組請求，也必須等待上一組請求全部響應完畢。

可見，HTTP1.1解決隊頭阻塞（head of line blocking）還不徹底。同時“管道化”技術存在各種各樣的問題，所以很多瀏覽器要麼根本不支援它，要麼就直接預設關閉，並且開啟的條件很苛刻...

此外，HTTP1.1還加入了緩衝處理（強緩衝和協商緩衝[傳送門]），支援斷點傳輸，以及增加了Host欄位（使得一個伺服器能夠用來建立多個Web網站）。

HTTP2.0

HTTP2.0的新特性大致如下：

二進位分幀

HTTP2.0通過在應用程式層和傳輸層之間增加一個二進位分幀層，突破了HTTP1.1的效能限制、改進傳輸效能。

可見，雖然HTTP2.0的協議和HTTP1.x協議之間的規範完全不同了，但是實際上HTTP2.0並沒有改變HTTP1.x的語義。
簡單來說，HTTP2.0只是把原來HTTP1.x的header和body部分用frame重新封裝了一層而已。

多工（串連共用）

下面是幾個概念：

• 流（stream）：已建立串連上的雙向位元組流。

• 訊息：與邏輯訊息對應的完整的一系列資料幀。

• 幀（frame）：HTTP2.0通訊的最小單位，每個幀包含幀首部，至少也會標識出當前幀所屬的流（stream id）。

可見，所有的HTTP2.0通訊都在一個串連上完成，這個串連可以承載任意數量的雙向資料流。

每個資料流以訊息的形式發送，而訊息由一或多個幀組成。這些幀可以亂序發送，然後再根據每個幀首部的流標識符（stream id）重新組裝。

舉個例子，每個請求是一個資料流，資料流以訊息的方式發送，而訊息又分為多個幀，幀首部記錄著stream id用來標識所屬的資料流，不同屬的幀可以在串連中隨機混雜在一起。接收方可以根據stream id將幀再歸屬到各自不同的請求當中去。

另外，多工（串連共用）可能會導致關鍵請求被阻塞。HTTP2.0裡每個資料流都可以設定優先權和依賴，優先順序高的資料流會被伺服器優先處理和返回給用戶端，資料流還可以依賴其他的子資料流。

首部壓縮

在HTTP1.x中，首部中繼資料都是以純文字的形式發送的，通常會給每個請求增加500~800位元組的負荷。

比如說cookie，預設情況下，瀏覽器會在每次請求的時候，把cookie附在header上面發送給伺服器。（由於cookie比較大且每次都重複發送，一般不儲存資訊，只是用來做狀態記錄和身份認證）

HTTP2.0使用encoder來減少需要傳輸的header大小，通訊雙方各自cache一份header fields表，既避免了重複header的傳輸，又減小了需要傳輸的大小。高效的壓縮演算法可以很大的壓縮header，減少發送包的數量從而降低延遲。

伺服器推送

伺服器除了對最初請求的響應外，伺服器還可以額外的向用戶端推送資源，而無需用戶端明確的請求。

總結

HTTP1.0

• 無狀態、無串連

HTTP1.1

• 持久串連

• 請求管道化

• 增加緩衝處理

• 增加Host欄位、支援斷點傳輸等

HTTP2.0

• 二進位分幀

• 多工（或串連共用）

• 首部壓縮

• 伺服器推送