HTTP,HTTPS,SPDY,HTTP2.0你該知道的一些...

HTTP,HTTPS,SPDY,HTTP2.0

1：HTTP的發展歷程

2: HTTP的基本優化

• 帶寬：如果說我們還停留在撥號上網的階段，帶寬可能會成爲一個比較嚴重影響請求的問題，但是現在網絡基礎建設已經使得帶寬得到極大的提升，我們不再會擔心由帶寬而影響網速，那麼就只剩下延遲了。
• 延遲：
  
  • 瀏覽器阻塞（HOL blocking）：瀏覽器會因爲一些原因阻塞請求。瀏覽器對於同一個域名，同時只能有 6 個連接（這個根據瀏覽器內核不同可能會有所差異），超過瀏覽器最大連接數限制，後續請求就會被阻塞。
  • DNS 查詢（DNS Lookup）：瀏覽器需要知道目標服務器的 IP 才能建立連接。將域名解析爲 IP 的這個系統就是 DNS。這個通常可以利用DNS緩存結果來達到減少這個時間的目的。
  • 建立連接（Initial connection）:HTTP 是基於 TCP 協議的，瀏覽器最快也要在第三次握手時才能捎帶 HTTP 請求報文，達到真正的建立連接，但是這些連接無法複用會導致每次請求都經歷三次握手。

3:HTTP1.0和HTTP1.1的一些區別

HTTP1.0最早在網頁中使用是在1996年，那個時候只是使用一些較爲簡單的網頁上和網絡請求上，而HTTP1.1則在1999年纔開始廣泛應用於現在的各大瀏覽器網絡請求中，同時HTTP1.1也是當前使用最爲廣泛的HTTP協議。

• 主要區別主要體現在
  
  • 緩存處理，在HTTP1.0中主要使用header裏的If-Modified-Since,Expires來做爲緩存判斷的標準，HTTP1.1則引入了更多的緩存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供選擇的緩存頭來控制緩存策略。
  • 帶寬優化及網絡連接的使用，HTTP1.0中，存在一些浪費帶寬的現象，例如客戶端只是需要某個對象的一部分，而服務器卻將整個對象送過來了，並且不支持斷點續傳功能，HTTP1.1則在請求頭引入了range頭域，它允許只請求資源的某個部分，即返回碼是206（Partial Content），這樣就方便了開發者自由的選擇以便於充分利用帶寬和連接。
  • 錯誤通知的管理，在HTTP1.1中新增了24個錯誤狀態響應碼，如409（Conflict）表示請求的資源與資源的當前狀態發生衝突；410（Gone）表示服務器上的某個資源被永久性的刪除。
  • Host頭處理在HTTP1.0中認爲每臺服務器都綁定一個唯一的IP地址，因此，請求消息中的URL並沒有傳遞主機名（hostname）。但隨着虛擬主機技術的發展，在一臺物理服務器上可以存在多個虛擬主機（Multi-homed Web Servers），並且它們共享一個IP地址。HTTP1.1的請求消息和響應消息都應支持Host頭域，且請求消息中如果沒有Host頭域會報告一個錯誤（400 Bad Request）
  • 長連接，HTTP 1.1支持長連接（PersistentConnection）和請求的流水線（Pipelining）處理，在一個TCP連接上可以傳送多個HTTP請求和響應，減少了建立和關閉連接的消耗和延遲，在HTTP1.1中默認開啓Connection： keep-alive，一定程度上彌補了HTTP1.0每次請求都要創建連接的缺點:如圖：
    

4:HTTP1.0和1.1現存的一些問題

• HTTP1.x在傳輸數據時，所有傳輸的內容都是明文，客戶端和服務器端都無法驗證對方的身份，這在一定程度上無法保證數據的安全性。
• HTTP1.x在使用時，header裏攜帶的內容過大，在一定程度上增加了傳輸的成本，並且每次請求header基本不怎麼變化，尤其在移動端增加用戶流量。
• 雖然HTTP1.x支持了keep-alive，來彌補多次創建連接產生的延遲，但是keep-alive使用多了同樣會給服務端帶來大量的性能壓力，

5:HTTPS與HTTP的一些區別

• HTTPS協議需要到CA申請證書，一般免費證書很少，需要交費。
• HTTP協議運行在TCP之上，所有傳輸的內容都是明文，HTTPS運行在SSL/TLS之上，SSL/TLS運行在TCP之上，所有傳輸的內容都經過加密的。
• HTTPS可以有效的防止運營商劫持，解決了防劫持的一個大問題。
  

6. 使用SPDY加快你的網站速度

2012年google提出了SPDY的方案，是Google開發的基於TCP的傳輸層協議，用以最小化網絡延遲，提升網絡速度，優化用戶的網絡使用體驗，SPDY可以說是綜合了HTTPS和HTTP兩者有點於一體的傳輸協議，主要解決：
1. 降低延遲，針對HTTP高延遲的問題，SPDY優雅的採取了多路複用（multiplexing）。多路複用通過多個請求stream共享一個tcp連接的方式，解決了HOL blocking的問題，降低了延遲同時提高了帶寬的利用率。
2.請求優先級（request prioritization）。多路複用帶來一個新的問題是，在連接共享的基礎之上有可能會導致關鍵請求被阻塞。SPDY允許給每個request設置優先級，這樣重要的請求就會優先得到響應。比如瀏覽器加載首頁，首頁的html內容應該優先展示，之後纔是各種靜態資源文件，腳本文件等加載，這樣可以保證用戶能第一時間看到網頁內容。
3.header壓縮。前面提到HTTP1.x的header很多時候都是重複多餘的。選擇合適的壓縮算法可以減小包的大小和數量。
4.基於HTTPS的加密協議傳輸，大大提高了傳輸數據的可靠性。
5.服務端推送（server push），採用了SPDY的網頁，例如我的網頁有一個sytle.css的請求，在客戶端收到sytle.css數據的同時，服務端會將sytle.css的文件推送給客戶端，當客戶端再次嘗試獲取sytle.css時就可以直接從緩存中獲取到,不用再發請求了。SPDY構成圖：

SPDY位於HTTP之下，TCP和SSL之上，這樣可以輕鬆兼容老版本的HTTP協議(將HTTP1.x的內容封裝成一種新的frame格式)，同時可以使用已有的SSL功能。
Duang，But
IETF(互聯網工程任務組)對谷歌提出的SPDY協議進行了標準化，於2015年5推出了類似於SPDY協議的 HTTP 2.0 協議標準（簡稱HTTP/2）。谷歌因此宣佈放棄對SPDY協議的支持，轉而支持HTTP/2

HTTP/2.0

顧名思義有了HTTP1.x，那麼HTTP2.0也就順理成章的出現了。HTTP2.0可以說是SPDY的升級版（其實原本也是基於SPDY設計的），但是，HTTP2.0 跟 SPDY 仍有不同的地方，主要是以下兩點：

• HTTP2.0 支持明文 HTTP 傳輸，而 SPDY 強制使用 HTTPS
• HTTP2.0 消息頭的壓縮算法採用 HPACK，而非 SPDY 採用的 DEFLATE

HTTP2.0的新特性

• 新的二進制格式（Binary Format），HTTP1.x的解析是基於文本。基於文本協議的格式解析存在天然缺陷，文本的表現形式有多樣性，要做到健壯性考慮的場景必然很多，二進制則不同，只認0和1的組合。基於這種考慮HTTP2.0的協議解析決定採用二進制格式，實現方便且健壯。

• 多路複用（MultiPlexing），即連接共享，即每一個request都是是用作連接共享機制的。一個request對應一個id，這樣一個連接上可以有多個request，每個連接的request可以隨機的混雜在一起，接收方可以根據request的 id將request再歸屬到各自不同的服務端請求裏面。多路複用原理圖：
  

• header壓縮，如上文中所言，對前面提到過HTTP1.x的header帶有大量信息，而且每次都要重複發送，HTTP2.0使用encoder來減少需要傳輸的header大小，通訊雙方各自cache一份header fields表，既避免了重複header的傳輸，又減小了需要傳輸的大小。

• 服務端推送（server push），同SPDY一樣，HTTP2.0也具有server push功能。目前，有些網站已經啓用HTTP2.0，例如YouTuBe，google