计算机网络——HTTP、HTTP1.0、HTTP2.0原理

摘要

通过的熟悉HTTP、HTTP1.0、HTTP2.0相关原理，能够更好的实现对HTTP的理解，同时不管是面试还是学习能够很好的理解HTTP应用在其他方向的应用。

• HTTP1.0对应早期阶段，互联网上的资源以展示为主，用户只能获取文字和图片；
• HTTP1.1对应中期阶段，是现在的主流版本，互联网上的资源变得更加丰富，还出现了Ajax技术，用户能进行更复杂的交互，获取更丰富的资源（例如：css、js、视频等）；
• HTTP2.0对应后期阶段，我们的页面还可以运行在手机浏览器中，在同样富交互和资源的基础上，手机浏览器有着更复杂的网络情况，用户需要更好的体验，因此需要对HTTP深入理解不断优化。

HTTP网络请求过程

可以看到，简化版HTTP网络请求过程分为4步：

1. DNS解析：浏览器查询域名服务器上的映射表，解析出域名映射的IP；
2. TCP连接：浏览器与IP对应资源服务器上的应用程序建立TCP连接；
3. HTTP请求：浏览器发送HTTP请求
4. HTTP响应：资源服务器返回HTTP响应

影响一个HTTP网络请求的因素主要有两个：带宽和延迟。前者属于外部因素，现在网络基础建设已经使得带宽极大提升，无需再担心；后者属于内部因素，步骤（1）、（2）处于HTTP请求前，会延迟HTTP请求的发送，步骤（3）、（4）处于HTTP请求中，浏览器阻塞、处理速度均会限制后续请求。因此，HTTP协议的迭代对带宽、延迟进行了优化。

HTTP1.0 vs HTTP1.1的区别

1. 缓存处理，在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires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例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。
2. 带宽优化及网络连接的使用，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，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。
3. 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。
4. 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（Multi-homed Web Servers），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）。
5. 长连接，HTTP 1.1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，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。

HTTP1.1 vs HTTP2.0的区别

1. 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。
2. 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。HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽，而是低延迟。TCP 连接会随着时间进行自我「调谐」，起初会限制连接的最大速度，如果数据成功传输，会随着时间的推移提高传输的速度。这种调谐则被称为 TCP 慢启动。由于这种原因，让原本就具有突发性和短时性的 HTTP 连接变的十分低效。
3. HTTP/2 通过让所有数据流共用同一个连接，可以更有效地使用 TCP 连接，让高带宽也能真正的服务于 HTTP 的性能提升。
4. 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。
5. 服务端推送（server push），同SPDY一样，HTTP2.0也具有server push功能。

HTTP vs HTTPS的区别

1. HTTPS协议需要到CA申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
2. HTTP协议运行在TCP之上，所有传输的内容都是明文，HTTPS运行在SSL/TLS之上，SSL/TLS运行在TCP之上，所有传输的内容都经过加密的。
3. HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
4. HTTPS可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题。

博文参考

计算机网络---HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0_sgh666666的博客-CSDN博客

计算机网络——HTTPS协议原理_庄小焱-CSDN博客