HTTP的基本优化
影响一个HTTP网络请求的因素主要有两个:带宽和延迟。
带宽:如果说我们还停留在拨号上网的阶段,带宽可能会成为一个比较严重影响请求的问题,但是现在网络基础建设已经使得带宽得到极大的提升,我们不再会担心由带宽而影响网速,那么就只剩下延迟了。
延迟:
- 浏览器阻塞(HOL blocking):浏览器会因为一些原因阻塞请求。浏览器对于同一个域名,同时只能有 4 个连接(这个根据浏览器内核不同可能会有所差异),超过浏览器最大连接数限制,后续请求就会被阻塞。
- DNS 查询(DNS Lookup):浏览器需要知道目标服务器的 IP 才能建立连接。将域名解析为 IP 的这个系统就是 DNS。这个通常可以利用DNS缓存结果来达到减少这个时间的目的。
- 建立连接(Initial connection):HTTP 是基于 TCP 协议的,浏览器最快也要在第三次握手时才能捎带 HTTP 请求报文,达到真正的建立连接,但是这些连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显,慢启动则对文件类大请求影响较大。
HTTPS
HTTP 有以下安全性问题:
- 使用明文进行通信,内容可能会被窃听;
- 不验证通信方的身份,通信方的身份有可能遭遇伪装;
- 无法证明报文的完整性,报文有可能遭篡改。
HTTPS可以理解为 HTTP+SSL/TLS, 即 HTTP 下加入 SSL 层,HTTPS 的安全基础是 SSL,因此加密的详细内容就需要 SSL,用于安全的 HTTP 数据传输。
HTTPS 并不是新协议,而是让 HTTP 先和 SSL(Secure Sockets Layer)通信,再由 SSL 和 TCP 通信。也就是说 HTTPS 使用了隧道进行通信。
通过使用 SSL,HTTPs 具有了加密(防窃听)、认证(防伪装)和完整性保护(防篡改)
HTTPS性能问题
- HTTPS 降低用户访问速度。SSL握手,HTTPS 对速度会有一定程度的降低,但是只要经过合理优化和部署,HTTPS 对速度的影响完全可以接受。在很多场景下,HTTPS 速度完全不逊于 HTTP,如果使用 SPDY,HTTPS 的速度甚至还要比 HTTP 快。
- 相对于HTTPS降低访问速度,其实更需要关心的是服务器端的CPU压力,HTTPS中大量的密钥算法计算,会消耗大量的CPU资源,只有足够的优化,HTTPS 的机器成本才不会明显增加。
使用SPDY
2012年google如一声惊雷提出了SPDY的方案,大家才开始从正面看待和解决老版本HTTP协议本身的问题,SPDY可以说是综合了HTTPS和HTTP两者有点于一体的传输协议,主要解决:
- 降低延迟,针对HTTP高延迟的问题,SPDY优雅的采取了多路复用(multiplexing)。多路复用通过多个请求stream共享一个tcp连接的方式,解决了HOL blocking的问题,降低了延迟同时提高了带宽的利用率。
- 请求优先级(request prioritization)。多路复用带来一个新的问题是,在连接共享的基础之上有可能会导致关键请求被阻塞。SPDY允许给每个request设置优先级,这样重要的请求就会优先得到响应。比如浏览器加载首页,首页的html内容应该优先展示,之后才是各种静态资源文件,脚本文件等加载,这样可以保证用户能第一时间看到网页内容。
- header压缩。前面提到HTTP1.x的header很多时候都是重复多余的。选择合适的压缩算法可以减小包的大小和数量。
- 基于HTTPS的加密协议传输,大大提高了传输数据的可靠性。
- 服务端推送(server push),采用了SPDY的网页,例如我的网页有一个sytle.css的请求,在客户端收到sytle.css数据的同时,服务端会将sytle.js的文件推送给客户端,当客户端再次尝试获取sytle.js时就可以直接从缓存中获取到,不用再发请求了。SPDY构成图
HTTP2.0
HTTP2.0可以说是SPDY的升级版(其实原本也是基于SPDY设计的),但是,HTTP2.0 跟 SPDY 仍有不同的地方,主要是以下两点:
- HTTP2.0 支持明文 HTTP 传输,而 SPDY 强制使用 HTTPS
- HTTP2.0 消息头的压缩算法采用 HPACK,而非 SPDY 采用的 DEFLATE
HTTP2.0的新特性
- 新的二进制格式(Binary Format),HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷,文本的表现形式有多样性,要做到健壮性考虑的场景必然很多,二进制则不同,只认0和1的组合。基于这种考虑HTTP2.0的协议解析决定采用二进制格式,实现方便且健壮。
- 多路复用(MultiPlexing),即连接共享,即每一个request都是是用作连接共享机制的。一个request对应一个id,这样一个连接上可以有多个request,每个连接的request可以随机的混杂在一起,接收方可以根据request的 id将request再归属到各自不同的服务端请求里面。多路复用
- header压缩,如上文中所言,对前面提到过HTTP1.x的header带有大量信息,而且每次都要重复发送,HTTP2.0使用encoder来减少需要传输的header大小,通讯双方各自cache一份header fields表,既避免了重复header的传输,又减小了需要传输的大小。
- 服务端推送(server push),同SPDY一样,HTTP2.0也具有server push功能。目前,有大多数网站已经启用HTTP2.0,例如YouTuBe,淘宝网等网站,利用chrome控制台可以查看是否启用H2。
http和https的区别
1 http是明文传输,所以容易有以下三个风险:
窃听风险 通信内容可以被窃听
篡改风险 比如强制植入垃圾广告
冒充风险 比如冒充钓鱼网站
https在http的基础上采用了SSL/TLS协议,该协议很好的解决了以上三个风险。
https 采用混合加密对信息加密,所以通信内容被窃听了也无法解密。
校验机制 采用摘要算法为数据生成[指纹],相当于一个id。
服务器公钥放入到数字证书中。
2 http的连接相对简单,只需要tcp三次握手即可建立连接,而https在三次握手之后需要进行SSL/TLS的握手过程。
3 端口号不同,http的端口号是80,https的端口号是443
4 https需要申请数字证书。
http各版本的区别
http主要有1.0, 1.1, 2以及3的版本
1.1相对于1.0主要是以下改进
采用长连接方式取代短连接,所谓的长连接就是传输数据的时候只需要建立一次tcp连接,不需要为每次传输信息建立一个新的tcp连接。
支持流水线传输,即可以连续发送请求而不必等待前一个请求的响应再发送该请求。
2.0相当于1.1主要是以下改进
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采用了头部压缩
传递的数据用二进制表式取代了文本格式表示,因为计算机只认识二进制,虽然对人的可读性不好,但是2.0的情况下缺少了文本格式转换为二进制格式的步骤,加快了速度。
数据流,就是每个请求或者回应的所有数据包。
多路复用,1.1都是一个个请求按照顺序响应,现在2.0可以对一个连接中的多个请求进行并发回应,比如响应请求A的一部分,然后响应请求B的完整部分,再去请求请求A的另一部分。
服务器推送。1.1只支持客户端向服务端发送请求,2.0支持服务端主动推送消息。
总结:面试中http和http是的区别还是经常考到的,在此记录一下。