1、HTTP/1.0 版本
- 连接无法复用-每次请求都需要建立一个TCP连接,费时费力,为了解决这个问题,需要使用
Connection: keep-alive这个字段。 - 队头阻塞,下一个请求必须在前一个请求响应到达后发送。如果某请求一直不到达,那么下一个请求就一直不发送。(高延迟--带来页面加载速度的降低)
2、HTTP/1.1 版本
特点
- 支持长连接,通过Keep-Alive保持HTTP连接不断开,避免重复建立TCP连接
- 管道化,通过长连接实现在一个连接中传输多个文件
- 加入缓存处理(新字段cache-control)
- 支持断点续传
- 增加了Host字段,实现了在一台WEB服务器上可以同一个IP地址和端口号上使用不同的主机名来创建多个虚拟WEB站点
- 并且添加了其他请求方法:put、delete、options...
缺点
- 高延迟--队头阻塞
- 无状态特性--阻碍交互
带来巨大头部)协议对于连接状态没有记忆能力。纯净的HTTP是没有cookie等机制的,每一个连接都是一个新的连接。上一次请求验证了用户名密码,而下一次请求服务器并不知道它与上一条请求有何关联。
- 明文传输--不安全
- 不支持服务端推送
- HTTP1.1对带宽的利用率并不理想(带宽是指每秒最大能发送或接收的字节数),HTTP1.1很难将带宽装满:
一是因为TCP的慢启动(为了减少网络拥塞的策略),一个TCP连接建立后,就进入发送数据状态,刚开始TCP协议会采用一个非常慢的速度去发送数据,而页面中常用的一些关键资源文件本来就不大,如HTML文件、CSS文件和JavaScript文件,通常这些文件在建立好连接之后就要发起请求,但这个过程慢启动,耗费时间就要更多;
二是因为同时开启了多条TCP连接,那么这些连接会竞争固定的带宽;
三是队头阻塞问题;
HTTP/1.1 不是二进制传输,而是通过文本进行传输。由于没有流的概念,在使用并行传输(多路复用)传递数据时,接收端在接收到响应后,并不能区分多个响应分别对应的请求,所以无法将多个响应的结果重新进行组装,也就实现不了多路复用。
3、SPYD
在HTTP2之前Google对HTTP1.1进行了改良:SPDY协议(二进制分帧层)
4、HTTP/2 版本
HTTP2是基于SPDY,专注于性能,最大的一个目标是在用户和网站键只用一个连接 。
特性:
- 二进制传输:将请求和响应数据分为更小的帧,并且采用二进制编码
- Header压缩:采用HPACK算法压缩头部,同时同一个域名下的两个请求,只会发送差异数据,减少冗余的数据传输,降低开销
- 多路复用:同一个域名下所有通信都是单个连接上完成,单个连接可以承载任意数量的双向数据流,数据流以消息形式发送,而消息由一个或多个帧组成,可以乱序发送 服务端推送:服务端可以新建“流”主动向客户端发送消息,提前推送客户端需要的静态资源,减少等待延迟
- 提高安全性:HTTP2也是明文的,只不过格式是二进制的,但HTTP2都是https协议的,跑在TSL上面。
虽然TCP有问题(慢启动),但暂时未有能力换掉,所以想办法规避TCP慢启动和TCP连接之间的竞争问题。HTTP2采用一个域名只使用一个TCP长连接来传输数据,这样整个页面资源的下载过程只需一次慢启动,也避免了多个TCP连接竞争带宽。同时实现资源的并行请求,解决队头阻塞问题。
HTTP2添加了一个二进制分帧层:
HTTP2的请求和连接过程:
- 首先,浏览器准备好请求数据,包括了请求行、请求头等信息,如果是POST方法还有请求体。
- 这些数据经过二进制分帧层处理之后,会被转换为一个个带有请求ID编号的帧,通过协议栈将这些帧发送给服务器。
- 服务器收到所有帧后,会将所有相同ID的帧合并为一条完整的请求信息
- 服务器处理该条请求,并将处理的请求行、响应头和分别送至二进制分帧层
- 同样,二进制分帧层会将这些响应数据转换为一个个带有请求ID编号的帧,经协议栈发送到浏览器
- 浏览器接受响应帧后,会根据ID编号将帧的数据提交给对应的请求
HTTP2仍存在问题:TCP+TLS建立连接的时间是主要瓶颈:没有从根本上解决队头阻塞问题,一旦遇到丢包,TCP协议还是会重新发送数据。我们知道在HTTP/2中,多个请求是跑在一个TCP管道中的,如果其中任意一路数据流中出现了丢包的情况,那么就会阻塞该TCP连接中的所有请求。这不同于HTTP/1.1,使用HTTP/1.1时,浏览器为每个域名开启了6个TCP连接,如果其中的1个TCP连接发生了队头阻塞,那么其他的5个连接依然可以继续传输数据
5、HTTP3
HTTP3甩掉TCP、TSL的包袱,构建高效网络QUIC协议。
HTTP3选择了UDP协议,基于UDP实现了类似TCP的多路数据流、传输可靠性等功能,将这套功能称为QUIC协议。
特性:
- 基于UDP协议改造,实现了快速握手
- 集成了TLS的加密功能
- 多路复用,彻底解决了头阻塞问题(一个物理连接上可以有多个独立的逻辑数据流,实现了数据流的单独传输)
- 实现了类似TCP的流量控制、传输可靠性的功能
六、总结
- HTTP1.0:
浏览器与服务器只保持短暂的连接,浏览器每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接
- HTTP1.1:
引入了持久连接(TCP默认不关闭,可以被多个请求复用) 在同一个TCP连接里,客户端可以发送多个请求 多个请求按次序在服务端被处理 新增了一些请求方法、请求头和响应头
- HTTP2.0
采用二进制格式而非文本格式;
完全多路复用,而非有序并阻塞的、只需要建立一个连接即可实现并行;
使用报头压缩,降低开销;
服务器推送;
- HTTP3.0
QUIC 基于 UDP 实现,是 HTTP/3 中的底层支撑协议,该协议基于 UDP,又取了 TCP 中的精华,实现了即快又可靠的协议。
原文链接:blog.csdn.net/qq_45923489…
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