http的发展史及其核心问题

Posted 2023-03-05

参考技术A

HTTP（超文本传输协议）是浏览器与服务端之间最主要的通信协议。这里将介绍http各版本解决的核心问题。

http最初的版本是http 0.9，如它的名字定义，主要是为了解决超文本（html）内容传输问题
协议定义了客户端发起请求、服务端响应请求的通信模式。

随着浏览器和互联网的发展，单文本类型的传输已经无法满足通信的需求，浏览器希望可以通过http请求不同类型的文件，比如脚本、样式、图片、音视频等。

为了解决这个问题，出现了http 1.0，它主要是通过 增加头部设定 （即请求头和响应头）来解决不同类型文件的传输问题：

这也为后来实现很多功能奠定了基础，比如缓存、认证信息等，都是通过请求头和响应头来实现的。

虽然http1.0解决了不同类型文件的传输问题，但它还有很大的 局限性 ，就是它每次通信都要经过三个阶段：

存在的问题：

为了解决http 1.0的问题，增加了一个创建持久连接的方法。主要实现是当一个连接传输完成时，并不是马上进行关闭，而是继续复用它传输其他请求的数据，这个连接保持到浏览器或者服务器要求断开连接为止。

http是基于tcp来创建连接和断开连接，其过程分别是由 三次握手 和 四次挥手 实现的。

在tcp创建连接之前，是通过三次握手来确认双方有发送和接收的能力：

为什么是三次握手建立连接？
因为第1次握手让服务端知道客户端有发送的能力；第2次握手是为了让客户端知道服务端有接收和发送的能力；第3次是为了让服务端知道客户端有接收的能力。当通过3次握手后，双方才能确认对方都有发送和接收的能力，此时连接才能正式建立

当客户端和服务端断开连接时要发送四次数据，这个过程称之为四次挥手。

为什么是四次挥手？
因为在第二次服务端响应时，只是告诉客户端自己接收到了断开请求，并不能立即断开连接，而是要等服务端将所有请求都响应完毕后，才能发送响应告诉客户端自己准备好可以断开了。所以要经过四次挥手才能断开。

HTTP/1.1 虽然通过长连接减少了大量创建/断开连接造成的性能消耗，但由于它的并发能力受到限制，所以传输性能还有很大提升空间。

HTTP/2 中新增了一个二进制分帧的机制来提升传输效率。
HTTP/2 将默认不再使用 ASCII 编码传输，而是改为二进制数据。

当然 HTTP/2 也并非完美，考虑一种情况，如果客户端或服务端在通信时出现 数据包丢失 ，或者任何一方的 网络出现中断 ，那么 整个 TCP 连接就会暂停 。

HTTP/2 由于采用二进制分帧进行多路复用，通常只使用一个 TCP 连接进行传输，在丢包或网络中断的情况下后面的所有数据都被阻塞。
但对于 HTTP/1.1 来说，可以开启多个 TCP 连接，任何一个 TCP 出现问题都不会影响其他 TCP 连接，剩余的 TCP 连接还可以正常传输数据。 这种情况下 HTTP/2 的表现就不如 HTTP/1 了 。

针对数据丢包或网络中断的问题，http3将 TCP 改成 UDP，从而彻底解决了这个问题。

UDP 相对于 TCP 而言最大的 特点 是 传输数据时不需要建立连接，可以同时发送多个数据包 ，所以传输效率很高， 缺点 就是 没有确认机制来保证对方一定能收到数据 。