优化你的HTTPS（上），你需要这么做

Posted 2020-11-29 momenglin

HTTP/2

HTTP 2.0即超文本传输协议 2.0，是下一代HTTP协议。是由互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis (httpbis)工作小组进行开发。是自1999年http1.1发布后的首个更新，HTTP/2 协议是从 SPDY 演变而来，SPDY 已经完成了使命并很快就会退出历史舞台（例如 Chrome 在「2016 年初结束对 SPDY 的支持」；nginx在版本1.9.5+，Apache在版本2.4.16+都已经全面支持HTTP/2。

首先看看HTTP/2的一些新特性：

• 二进制分帧

• 首部压缩

• 流量控制

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• 二进制分帧

  二进制分帧层，是HTTP2.0性能增强的核心。

  HTTP 1.x在应用层以纯文本的形式进行通信，HTTP2.0在不改变HTTP1.x的语义、方法、状态码、URL以及首部字段的情况下，为了突破原有性能限制，在应用层(HTTP)和传输层(TCP)之间增加了一个二进制分帧层。HTTP2.0将所有的传输信息分割为更小的消息和帧，并对它们采用二进制格式编码，如下图所示。

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• 这里引入一个新的通信单位：帧。

  帧是HTTP 2.0通信的最小单位，包括帧首部、流标识符、优先值和帧净荷等。

• 其中，帧类型可以分为：

  • DATA：用于传输HTTP消息体

  • HEADERS：用于传输首部字段

  • SETTINGS：用于约定客户端和服务端的配置数据。比如设置初识的双向流量控制窗口大小

  • WINDOW_UPDATE：用于调整个别流或个别连接的流量

  • PRIORITY：用于指定或重新指定引用资源的优先级

  • RST_STREAM：用于通知流的非正常终止

  • PUSH_ PROMISE：服务端推送许可

  • PING：用于计算往返时间，执行“ 活性” 检活

  • GOAWAY：用于通知对端停止在当前连接中创建流

  标志位，用于不同的帧类型定义特定的消息标志。比如DATA帧就可以使用End Stream: true表示该条消息通信完毕；流标识位表示帧所属的流ID；优先值用于HEADERS帧，表示请求优先级；R表示保留。

• 下面是抓包的一个HEADERS帧：
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• 另外一个两个要说一下的概念：消息和流。

  消息是指逻辑上的HTTP消息(请求/响应)，一系列数据帧组成一个完整的消息，比如一系列DATA帧和一个HEADERS帧组成了请求消息。

  流是链接中的一个虚拟信道，可以承载双向消息传输，每个流有唯一证书标识符，为了防止两端流ID冲突，客户端发起的流具有奇数ID，服务端发起的流具有偶数ID。

  所有HTTP 2.0通信都在一个TCP链接上完成，这个链接可以承载任意数量的双向数据流Stream。相应地，每个数据流以消息的形式发送，而消息由一个或多个帧组成，这些帧可以乱序发送，然后根据每个帧首部的流标识符重新组装。

 

 

• 二进制分帧主要是为HTTP2.0其他特性提供基础。它能把一个数据划分封装为更小更便捷的数据。首先是在单链多资源方式中，减少服务端的链接压力，内存占用更少，链接吞吐量更大；另一方面，由于TCP链接的减少而使网络拥塞状态得以改善，同时慢启动时间减少，使拥塞和丢包恢复的速度更快。

首部压缩

HTTP1.x每次通信(请求或响应)都会携带首部信息用于描述资源属性。而

HTTP2.0在客户端和服务端之间使用首部表来跟踪和存储之前发送的键值对，首部表在连接过程中始终存在，新增的键值对会更新到表尾，因此不需要每次通信都携带首部，请求与响应首部的定义在HTTP2.0中基本没有变。

 

另外HTTP2.0使用了首部压缩技术，压缩算法采用HPACK，让报头更紧凑、更快速传输，有利于移动网络环境。需要注意的是，HTTP2.0的首部压缩，与我们常用的gzip等报文内容压缩不冲突。

 

流量控制

HTTP/2.0 “流”的流量控制的目标是：在不改变协议的情况下允许使用多种流量控制算法

• 流量控制是特定于一个连接的。每种类型的流量控制都是在单独的一跳的两个端点之间的，并不是在整个端到端的路径上的。（这里的一跳指的是HTTP连接的一跳，而不是IP路由的一跳）

• 流量控制是基于WINDOW_UPDATE帧的。接收方公布自己打算在每个流以及整个连接上分别接收多少字节。这是一个以信用为基础的方案。

• 流量控制是有方向的，由接收者全面控制。接收方可以为每个流和整个连接设置任意的窗口大小。发送方必须尊重接收方设置的流量控制限制。客户方、服务端和中间代理作为接收方时都独立地公布各自的流量控制窗口，作为发送方时都遵守对端的流量控制设置。

• 无论是新流还是整个连接，流量控制窗口的初始值是65535字节。

• 帧的类型决定了流量控制是否适用于帧。目前，只有DATA帧服从流量控制，所有其它类型的帧并不消耗流量控制窗口的空间。这保证了重要的控制帧不会被流量控制阻塞。

• 流量控制不能被禁用。

• HTTP/2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。具体实现可以选择任何满足需求的算法。