http及https协议｜ 青训营笔记

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第3天

一.http和https的区别

http是超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，是一个客户端和服务器端请求和应答的标准，用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。 而对于https，他是以安全为目标的http通道，是http的安全版，在http中加入了ssl层，https的安全基础是ssl。

HTTPS是在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密（在传输层）
HTTP + 加密 + 认证 + 完整性保护 = HTTPS\

  1. HTTPS协议需要到CA申请证书或自制证书\

  2. HTTP的信息是明文传输；
    HTTPS则是具有安全性的ssl加密\

  3. HTTP是直接与TCP进行数据传输；
    而HTTPS运行在SSL/TLS(安全传输层协议)之上，SSL/TLS运行在TCP之上，用的端口也不一样，前者是80（需要国内备案），后者是443\

  4. HTTP的连接很简单，是无状态的；
    HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的，可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协议安全

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二. HTTP1.0 和 HTTP1.1 的一些区别

1.缓存处理

在 HTTP1.0 中主要使用 header 里的 If-Modified-Since（比较资源最后的更新时间是否一致）,Expires（资源的过期时间（取决于客户端本地时间）） 来做为缓存判断的标准。

HTTP1.1 则引入了更多的缓存控制策略：

  • Entity tag：资源的匹配信息
  • If-Unmodified-Since：比较资源最后的更新时间是否不一致
  • If-Match：比较 ETag 是否一致
  • If-None-Match：比较 ETag 是否不一致

等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。

2.带宽优化

HTTP1.0 中，存在一些浪费带宽的现象，例如客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能。

HTTP 1.1默认支持断点续传。

3.Host 头处理

在 HTTP1.0 中认为每台服务器都绑定一个唯一的 IP 地址，因此，请求消息中的 URL 并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机，并且它们共享一个 IP 地址。HTTP1.1 的请求消息和响应消息都应支持 Host 头域，且请求消息中如果没有 Host 头域会报告一个错误（400 Bad Request）。

4.长连接

HTTP1.0 需要使用keep-alive参数来告知服务器端要建立一个长连接，而 HTTP1.1 默认支持长连接，一定程度上弥补了 HTTP1.0 每次请求都要创建连接的缺点。

HTTP 是基于 TCP/IP 协议的，创建一个 TCP 连接是需要经过三次握手的,有一定的开销，如果每次通讯都要重新建立连接的话，对性能有影响。因此最好能维持一个长连接，可以用个长连接来发多个请求。

HTTP1.1 支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个 TCP 连接上可以传送多个 HTTP 请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。

5.错误通知的管理

在 HTTP1.1 中新增了 24 个错误状态响应码，如 409（Conflict）表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突；410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除。

6.新增请求方式

  • PUT：请求服务器存储一个资源
  • DELETE：请求服务器删除标识的资源
  • OPTIONS：请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求
  • CONNECT：保留请求以供将来使用
  • TRACE：请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断

三.HTTP2.0 与 HTTP1.X 的区别

HTTP1.X 版本的缺陷概括来说是：线程阻塞，在同一时间，同一域名的请求有一定的数量限制，超过限制数目的请求会被阻塞。

二进制分帧

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。

HTTP2.0 在 应用层(HTTP2.0)和传输层(TCP/UDP)之间增加一个二进制分帧层。在不改动 HTTP1.X 的语义、方法、状态码、URI 以及首部字段的情况下, 解决了 HTTP1.1 的性能限制，改进传输性能，实现低延迟和高吞吐量。在二进制分帧层中，HTTP2.0 会将所有传输的信息分割为更小的消息和帧（frame）,并对它们采用二进制格式的编码 ，其中 HTTP1.X 的首部信息会被封装到 HEADER frame，而相应的 Request Body 则封装到 DATA frame 里面。

  • 帧：HTTP2.0 数据通信的最小单位消息：指 HTTP2.0 中逻辑上的 HTTP 消息。例如请求和响应等，消息由一个或多个帧组成。
  • 流：存在于连接中的一个虚拟通道。流可以承载双向消息，每个流都有一个唯一的整数 ID。

多路复用（MultiPlexing）

多路复用允许同时通过单一的 HTTP2.0 连接发起多重的请求-响应消息。即是连接共享，提高了连接的利用率，降低延迟。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。

在 HTTP1.1 协议中浏览器客户端在同一时间，针对同一域名下的请求有一定数量限制。超过限制数目的请求会被阻塞。这也是为何一些站点会有多个静态资源 CDN 域名的原因之一。

当然 HTTP1.1 也可以多建立几个 TCP 连接，来支持处理更多并发的请求，但是创建 TCP 连接本身也是有开销的。

TCP 连接有一个预热和保护的过程，先检查数据是否传送成功，一旦成功过，则慢慢加大传输速度。因此对应瞬时并发的连接，服务器的响应就会变慢。所以最好能使用一个建立好的连接，并且这个连接可以支持瞬时并发的请求。

HTTP2.0 可以很容易的去实现多流并行而不用依赖建立多个 TCP 连接，同个域名只需要占用一个 TCP 连接，消除了因多个 TCP 连接而带来的延时和内存消耗。HTTP2.0 把 HTTP 协议通信的基本单位缩小为一个一个的帧，这些帧对应着逻辑流中的消息。并行地在同一个 TCP 连接上双向交换消息。

header 压缩

HTTP1.x 的 header 带有大量信息，而且每次都要重复发送，HTTP2.0 使用 HPACK 算法对 header 的数据进行压缩，减少需要传输的 header 大小，通讯双方各自 cache 一份 header fields 表，差量更新 HTTP 头部，既避免了重复 header 的传输，又减小了需要传输的大小。

header 采取的压缩策略：

  • HTTP2.0 在客户端和服务器端使用“首部表”来跟踪和存储之前发送的键－值对，对于相同的数据，不再通过每次请求和响应发送；
  • 首部表在 HTTP2.0 的连接存续期内始终存在，由客户端和服务器共同渐进地更新;
  • 每个新的首部键－值对要么被追加到当前表的末尾，要么替换表中之前的值。

服务端推送（server push）

服务端推送是一种在客户端请求之前发送数据的机制。

服务端可以在发送页面 HTML 时主动推送其它资源，而不用等到浏览器解析到相应位置，发起请求再响应。例如服务端可以主动把 JS 和 CSS 文件推送给客户端，而不需要客户端解析 HTML 时再发送这些请求。

服务器端推送的这些资源其实存在客户端的某处地方，客户端直接从本地加载这些资源就可以了，不用走网络，速度自然是快很多的。

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