RSocket 学习：HTTP VS WebSocket VS RSocket

Posted 2021-06-01 Java与Android技术栈

在比对 HTTP、WebSocket、RSocket 之前，我们先通过下面这张 OSI 七层模型的图快速梳理一下网络通信的面貌， 以便后续更好地理解它们。

osi model.png

一. HTTP 的特性

超文本传输协议（英语：HyperText Transfer Protocol，缩写：HTTP）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。

HTTP 已经演化出了很多版本，它们中的大部分都是向下兼容的。在 RFC 2145 中描述了 HTTP 版本号的用法。客户端在请求的开始告诉服务器它采用的协议版本号，而后者则在响应中采用相同或者更早的协议版本。

1.1 HTTP/0.9

已过时。只接受 GET 一种请求方法，没有在通讯中指定版本号，且不支持请求头。

1.2 HTTP/1.0

这是第一个在通讯中指定版本号的 HTTP 协议版本。

• 协议版本信息现在会随着每个请求发送（ HTTP/1.0被追加到了 GET行）。
• 状态码会在响应开始时发送，使浏览器能了解请求执行成功或失败，并相应调整行为（如更新或使用本地缓存）。
• 引入了 HTTP 头的概念，无论是对于请求还是响应，允许传输元数据，使协议变得非常灵活，更具扩展性。
• 在新 HTTP 头的帮助下，具备了传输除纯文本 html 文件以外其他类型文档的能力。

1.3 HTTP/1.1

在1997年初，HTTP1.1 标准发布，就在HTTP/1.0 发布的几个月后。

HTTP/1.1 默认采用持续连接（Connection: keep-alive），能很好地配合代理服务器工作。还支持以管道方式在同时发送多个请求，以便降低线路负载，提高传输速度。

HTTP/1.1 相较于 HTTP/1.0 协议的区别主要体现在：

• 缓存处理
• 带宽优化及网络连接的使用
• 错误通知的管理
• 消息在网络中的发送
• 互联网地址的维护
• 安全性及完整性

1.4 HTTP/2

HTTP/2 在 HTTP/1.1 有几处基本的不同:

• HTTP/2 是二进制协议而不是文本协议。不再可读，也不可无障碍的手动创建，改善的优化技术现在可被实施。
• 这是一个复用协议。并行的请求能在同一个链接中处理，移除了 HTTP/1.x 中顺序和阻塞的约束。
• 压缩了headers。因为headers在一系列请求中常常是相似的，其移除了重复和传输重复数据的成本。
• 其允许服务器在客户端缓存中填充数据，通过一个叫服务器推送(Server Push)的机制来提前请求。

1.5 HTTP/3

与其前任 HTTP/1.1 和 HTTP/2 不同，在 HTTP/3 中，将弃用 TCP 协议，改为使用基于 UDP 协议的 QUIC 协议实现。

HTTP/3 的优点包括：

• 基于 UDP 协议，所以连接时间更短。
• 解决 HTTP/2 中存在的队头阻塞问题。HTTP/2 在单个 TCP 连接上使用了多路复用，受到 TCP 拥塞控制的影响，少量的丢包就可能导致整个 TCP 连接上的所有流被阻塞。在这种情况下，传递数据包的延迟会导致整个连接被延迟。
• 能够更好地检测和修复数据包丢失。
• 传输速度更快，加载时间更短并且连接更稳定

二. WebSocket 的特性

WebSocket 是一种网络传输协议，可在单个TCP连接上进行全双工通信，位于 OSI 模型的应用层。WebSocket 允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器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 与 HTTP 的不同之处：

• WebSocket 提供全双工通信，可以通过重用已建立的连接通道将数据从客户端发送到服务器，或从服务器发送到客户端。连接保持活动状态，直到被客户端或服务器终止。而 HTTP 提供半双工通信。
• WebSocket 的消息模式是双向的，HTTP 的消息模式是 Request-Response 模式。
• WebSocket 支持消息的 Push，HTTP 中不能直接使用 Push。
• 如果使用加密的 WebSocket 连接，则在 WebSocket 安全连接中使用传输层安全性（TLS）可确保在将浏览器配置为使用显式代理服务器时发出 HTTP CONNECT 命令。这将在 WebSocket安全客户端和 WebSocket 服务器之间建立一个隧道，该隧道通过 HTTP 代理提供低级别的端到端TCP通信。

三. RSocket 与这些协议的对比

3.1 与 HTTP/1.1 & HTTP/2 对比

• HTTP 为构建应用程序，需要在其之上定义应用程序语义。尽管 REST 普遍存在，但 REST 不足以定义应用程序语义。
• HTTP 不支持应用层的流控制。HTTP/2 中加入了针对 HTTP Stream 的基于字节流窗口大小的 Flow Control。HTTP/2 的 Flow Control 只定义了 WINDOW_UPDATE 帧的格式和语义，并没有规定接收方如何决定何时发送帧、发送什么样的值，也没有规定发送方如何选择发送包。RSocket 支持应用层 Flow Control，采取的并不是基于字节的网络层流控，而是基于应用层帧数的流量控制。
• HTTP 不支持双向传输(HTTP/2 的 Server Push 并不是真正意义上的 Push)，HTTP 需要服务端的推送必须要依赖 WebSocket。而 RSocket 建立长连接之后，任何一方都可以是 Requester 或 Responder。

3.2 与 TCP & QUIC 对比

• 它们并没有框架或应用程序语义。
• 必须提供一个应用协议(例如 Netty 虽然简化了 TCP 层的编程，但是需要自定义协议)

3.3 与 WebSocket 对比

• WebSocket 没有应用程序语义，只有框架。
• 必须提供一个应用协议。

参考资料

1. 超文本传输协议
2. HTTP的发展
3. HTTP/3
4. WebSocket

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