HTTP
HTTP (HyperText Transfer Protocol)，即超文本运输协议，是实现网络通信的一种规范
特点如下：
- 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快
- 灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记
- 无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间
- 无状态：HTTP协议无法根据之前的状态进行本次的请求处理
HTTP 1.1
-
引入更多的请求方法类型
PUT、PATCH、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT -
引入长连接，就是TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，通过请求头connection:keep-alive设置
-
引入管道连接机制，可以在同一TCP连接里，
同时发送多个请求 -
强化了缓存管理和控制
Cache-Control、ETag/If-None-Match -
支持分块响应，断点续传，利于大文件传输，能过请求头中的
Range实现 -
使用了
虚拟网络，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机，并且共享一个IP地址
HTTP/1.1 协议缺点
HTTP/1.1 默认使用了持久连接，多个请求可以复用同一个 TCP 连接，但是在同一个 TCP 连接里面，数据请求的通信次序 是固定的。服务器只有处理完一个请求的响应后，才会进行下一个请求的处理，如果前面请求的响应特别慢的话，就会造成许 多请求排队等待的情况，这种情况被称为“队头堵塞”。队头阻塞会导致持久连接在达到最大数量时，剩余的资源需要等待其他 资源请求完成后才能发起请求。
为了避免这个问题，一个是减少请求数，一个是同时打开多个持久连接。这就是我们对网站优化时，使用雪碧图、合并脚本的原因。
HTTP/2 协议
2009 年，谷歌公开了自行研发的 SPDY 协议，主要解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。这个协议在 Chrome 浏览器上证明 可行以后，就被当作 HTTP/2 的基础，主要特性都在 HTTP/2 之中得到继承。2015 年，HTTP/2 发布。
HTTP/2 主要有以下新的特性：
二进制协议
HTTP/2 是一个二进制协议。在 HTTP/1.1 版中，报文的头信息必须是文本（ASCII 编码），数据体可以是文本，也可以是 二进制。HTTP/2 则是一个彻底的二进制协议，头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"，可以分为头信息帧和数据帧。 帧的概念是它实现多路复用的基础。
多路复用
HTTP/2 实现了多路复用，HTTP/2 仍然复用 TCP 连接，但是在一个连接里，客户端和服务器都可以同时发送多个请求或回 应，而且不用按照顺序一一发送，这样就避免了"队头堵塞"的问题。
数据流
HTTP/2 使用了数据流的概念，因为 HTTP/2 的数据包是不按顺序发送的，同一个连接里面连续的数据包，可能属于不同的 请求。因此，必须要对数据包做标记，指出它属于哪个请求。HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包，称为一个数据流。每 个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候，都必须标记数据流 ID ，用来区分它属于哪个数据流。
头信息压缩
HTTP/2 实现了头信息压缩，由于 HTTP 1.1 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。所以，请求的很多字段都是 重复的，比如 Cookie 和 User Agent ，一模一样的内容，每次请求都必须附带，这会浪费很多带宽，也影响速度。
HTTP/2 对这一点做了优化，引入了头信息压缩机制。一方面，头信息使用 gzip 或 compress 压缩后再发送；另一方面， 客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，以后就不发送同样字段了，只发送索引 号，这样就能提高速度了。
服务器推送
HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，这叫做服务器推送。使用服务器推送，提前给客户端推送必要的资源 ，这样就可以相对减少一些延迟时间。这里需要注意的是 http2 下服务器主动推送的是静态资源，和 WebSocket 以及使用 SSE 等方式向客户端发送即时数据的推送是不同的。
HTTP/2 协议缺点
因为 HTTP/2 使用了多路复用，一般来说同一域名下只需要使用一个 TCP 连接。由于多个数据流使用同一个 TCP 连接，遵守同一个流量状态控制和拥塞控制。只要一个数据流遭遇到拥塞，剩下的数据流就没法发出去，这样就导致了后面的所有数据都 会被阻塞。HTTP/2 出现的这个问题是由于其使用 TCP 协议的问题，与它本身的实现其实并没有多大关系。
HTTP/3 协议
为了解决 HTTP/2 协议存在的一些问题，Google又发明了QUIC协议
并在2018年11月将QUIC正式改名为HTTP 3.0
HTTP/3 协议特点
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在传输层直接干掉TCP，用
UDP替代 -
实现了一套新的
拥塞控制算法，彻底解决TCP中队头阻塞的问题 -
实现了类似TCP的
流量控制、传输可靠性的功能。虽然UDP不提供可靠性的传输，但QUIC在UDP的基础之上增加了一层来保证数据可靠性传输。它提供了数据包重传、拥塞控制以及其他一些TCP中存在的特性 -
实现了
快速握手功能。由于QUIC是基于UDP的，所以QUIC可以实现使用0-RTT或者1-RTT来建立连接，这意味着QUIC可以用最快的速度来发送和接收数据。 -
集成了TLS加密功能。目前QUIC使用的是TLS1.3
HTTPS 协议
HTTPS 指的是超文本传输安全协议，HTTPS 是基于 HTTP 协议的，不过它会使用 TLS/SSL 来对数据加密。使用 TLS/ SSL 协议，所有的信息都是加密的，第三方没有办法窃听。并且它提供了一种校验机制，信息一旦被篡改，通信的双方会立 刻发现。它还配备了身份证书，防止身份被冒充的情况出现。
TLS 握手过程
- 第一步，客户端向服务器发起请求，请求中包含使用的协议版本号、生成的一个随机数、以及客户端支持的加密方法。
- 第二步，服务器端接收到请求后，确认双方使用的加密方法、并给出服务器的证书、以及一个服务器生成的随机数。
- 第三步，客户端确认服务器证书有效后，生成一个新的随机数，并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数，然后发给服 务器。并且还会提供一个前面所有内容的 hash 的值，用来供服务器检验。
- 第四步，服务器使用自己的私钥，来解密客户端发送过来的随机数。并提供前面所有内容的 hash 值来供客户端检验。
- 第五步，客户端和服务器端根据约定的加密方法使用前面的三个随机数，生成对话秘钥，以后的对话过程都使用这个秘钥 来加密信息。
HTTPS 和 HTTP的区别
- HTTPS是HTTP协议的安全版本，HTTP协议的数据传输是明文的，是不安全的，HTTPS使用了SSL/TLS协议进行了加密处理，相对更安全
- HTTP 和 HTTPS 使用连接方式不同，默认端口也不一样，HTTP是80，HTTPS是443
- HTTPS 由于需要设计加密以及多次握手，性能方面不如 HTTP
- HTTP不用认证证书，HTTPS需要认证证书
UDP协议
UDP（User Datagram Protocol），用户数据包协议，是一种无连接的，不可靠的传输层协议。它只提供了传输层需要实现的最低限度的功能，除了复用/分解功能和少量的差错检测外，它几乎没有对 IP 增加其他的东西。UDP 协议适用于对实时性要求高的应用场景。
特点：
- 使用 UDP 时，在发送报文段之前，通信双方没有握手的过程，因此 UDP 被称为是无连接的传输层协议。因为没有握手 过程，相对于 TCP 来说，没有建立连接的时延。因为没有连接，所以不需要在端系统中保存连接的状态。
- UDP 提供尽力而为的交付服务，也就是说 UDP 协议不保证数据的可靠交付。
- UDP 没有拥塞控制和流量控制的机制，所以 UDP 报文段的发送速率没有限制。
- 因为一个 UDP 套接字只使用目的地址和目的端口来标识，所以 UDP 可以支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互 通信。
- UDP 首部小，只有 8 个字节。
TCP协议
TCP（Transmission Control Protocol），传输控制协议，是一种可靠、面向字节流的通信协议。
特点：
- TCP 协议是面向连接的，在通信双方进行通信前，需要通过三次握手建立连接。它需要在端系统中维护双方连接的状态信息。
- TCP 协议通过序号、确认号、定时重传、检验和等机制，来提供可靠的数据传输服务。
- TCP 协议提供的是点对点的服务，即它是在单个发送方和单个接收方之间的连接。
- TCP 协议提供的是全双工的服务，也就是说连接的双方的能够向对方发送和接收数据。
- TCP 提供了拥塞控制机制，在网络拥塞的时候会控制发送数据的速率，有助于减少数据包的丢失和减轻网络中的拥塞程度。
- TCP 提供了流量控制机制，保证了通信双方的发送和接收速率相同。如果接收方可接收的缓存很小时，发送方会降低发送 速率，避免因为缓存填满而造成的数据包的丢失。
WebSocket 协议
WebSocket，是一种网络传输协议，位于OSI模型的应用层。可在单个TCP连接上进行全双工通信，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通迅
客户端和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输
WebSocket 协议优点:
- 较少的控制开销：数据包头部协议较小，不同于http每次请求需要携带完整的头部
- 更强的实时性：相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少
- 保持创连接状态：创建通信后，可省略状态信息，不同于HTTP每次请求需要携带身份验证
- 更好的二进制支持：定义了二进制帧，更好处理二进制内容
- 支持扩展：用户可以扩展websocket协议、实现部分自定义的子协议
- 更好的压缩效果：Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率
