HTTP2與HTTP3新特性一覽

HTTP2協議分析

• HTTP2 沒有改動 HTTP 的應用語義。 HTTP 方法、狀態代碼、URI 和標 頭字段等核心概念一如往常。
• HTTP2 修改了數據格式化(分幀)以及在客戶端與服務器間傳輸的方 式。這兩點統帥全局，經過新的分幀層向咱們的應用隱藏了全部複雜性。
• 因爲HTTP2 引入了一個新的二進制分幀層，該層沒法與以前的 HTTP 1.x 服務器和客戶端向後兼容，所以協議的主版本提高到 HTTP2。

• HTTP2的特色:

1. 使用二進制格式傳輸，更高效、更緊湊。
2. 對報頭壓縮，下降開銷。
3. 多路複用，一個網絡鏈接實現並行請求。
4. 服務器主動推送，減小請求的延遲。
5. 默認使用加密。

HTTP 2:二進制分幀層

• HTTP2 全部性能加強的核心在於新的二進制分幀 層，它定義瞭如何封裝 HTTP 消息並在客戶端與服 務器之間傳輸。
• 這裏所謂的「層」指的是位於套接字接口與應用可見 的高級 HTTP API 之間一個通過優化的新編碼機制。
• HTTP1.x 協議以換行符做爲純文本的分隔符，而 HTTP2 將全部傳輸的信息分割爲更小的消息和 幀，並採用二進制格式對它們編碼。
• 客戶端和服務器會替咱們完成必要的分幀工做。

HTTP 2:多路複用

• 在 HTTP 1.x 中，若是客戶端要想發起多個並行請求以提高性能，則必須使 用多個 TCP 鏈接。這種模型也會致使隊首阻塞，從而形成底層 TCP 鏈接的效率低下。
• 將 HTTP 消息分解爲獨立的幀，交錯發送，而後在另外一端從新組裝是 HTTP 2 最重要的一項加強。這個機制會在整個網絡技術棧中引起一系列連鎖反 應，從而帶來巨大的性能提高。

1. 並行交錯地發送多個請求，請求之間互不影響。
2. 並行交錯地發送多個響應，響應之間互不干擾。
3. 使用一個鏈接並行發送多個請求和響應。
4. 沒必要再爲繞過 HTTP 1.x 限制而作不少工做
5. 消除沒必要要的延遲和提升現有網絡容量的利用率，從而減小頁面加載時間。

http2.akamai.com/demo

HTTP 2:服務器推送

• HTTP 2 新增的另外一個強大的新功能是，服務器能夠對一個客戶端請求發送多個響 應。 換句話說，除了對最初請求的響應外，服務器還能夠向客戶端推送額外資源，而無需客戶端明確地請求。
• HTTP 2 打破了嚴格的請求-響應語義，支持一對多和服務器發起的推送工做流
• 服務器已經知道客戶端下一步要請求什麼資源，這時候服務器推送便可派上用場。
• 推送資源能夠進行如下處理:

1. 由客戶端緩存
2. 在不一樣頁面之間重用
3. 與其餘資源一塊兒複用
4. 由服務器設定優先級
5. 被客戶端拒絕

HTTP2的僞頭字段

• 僞頭部字段是http2內置的幾個特殊的以」:」開始的 key，用於替代HTTP/1.x中請求行/響應行中的信 息，好比請求方法，響應狀態碼等

1. :method 目標URL模式部分(請求)
2. :scheme 目標URL模式部分(請求)
3. :authority 目標RUL認證部分(請求)
4. :path 目標URL的路徑和查詢部分(絕對路徑 產生式和一個跟着"?"字符的查詢產生式)。 (請求)
5. :status 響應頭中的HTTP狀態碼部分(響應)

瞭解HTTP 3

• 運行在 QUIC 之上的 HTTP 協議被稱爲 HTTP/3(HTTP-over-QUIC)
• QUIC 協議(Quick UDP Internet Connection)基於 UDP，正是看中了 UDP 的速度與效率。同時 QUIC 也整合了 TCP、TLS 和 HTTP/2 的優 點，並加以優化。
• 特色:

1. 減小了握手的延遲(1-RTT 或 0-RTT)
2. 多路複用，而且沒有 TCP 的阻塞問題
3. 鏈接遷移，(主要是在客戶端)當由 Wifi 轉移到 4G 時，鏈接不 會被斷開。

• HTTP 3與HTTP 1.1和HTTP 2沒有直接的關係，也不是http2的擴展
• HTTP 3將會是一個全新的WEB協議
• HTTP 3目前處於制訂和測試階段
• www.chromium.org/quic

隊首阻塞問題

• HTTP/1.1 和 HTTP/2 都存在隊頭阻塞問題(Head of line blocking)
• HTTP/1.1 的隊頭阻塞。一個 TCP 鏈接同時傳輸 10 個請求，其中第 一、二、3 個請求已被客戶端接收，但第 4 個請求丟失，那麼後面第 5 - 10 個請求都被阻塞，須要等第 4 個請求處理完畢才能被處理，這樣 就浪費了帶寬資源。
• HTTP/2 的多路複用雖然能夠解決「請求」這個粒度的阻塞，但 HTTP/2 的基礎 TCP 協議自己卻也存在着隊頭阻塞的問題。
• 因爲 HTTP/2 必須使用 HTTPS，而 HTTPS 使用的 TLS 協議也存在隊 頭阻塞問題。
• 隊頭阻塞會致使 HTTP/2 在更容易丟包的弱網絡環境下比 HTTP/1.1 更慢。
• 那 QUIC 解決隊頭阻塞問題的的方法:

1. QUIC 的傳輸單元是 Packet，加密單元也是 Packet，整個加密、 傳輸、解密都基於 Packet，這樣就能避免 TLS 的隊頭阻塞問題;
2. QUIC 基於 UDP，UDP 的數據包在接收端沒有處理順序，即便中間 丟失一個包，也不會阻塞整條鏈接，其餘的資源會被正常處理。