每周分享之 二 http协议
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了每周分享之 二 http协议相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
本次分享http协议,共分为三部分,这是第一部分,主要讲解http的发展历程,各个版本,以及各个版本的特点。
一:http/0.9
最早版本是1991年发布的0.9版。该版本极其简单,只有一个命令GET
。只允许客户端发送GET这一种请求,且不支持请求头。由于没有协议头,造成了HTTP 0.9协议只支持一种内容,即纯文本。不过网页仍然支持用html语言格式化,同时无法插入图片。
eg:
GET / index.html
上面命令表示,TCP 连接(connection)建立后,客户端向服务器请求(request)网页 index.html
。
协议规定服务器只能返回html形式的字符串,不能返回别的格式
<html>
<div>Hello World</div>
</html>
服务器发送完毕就关闭TCP连接。
可以知道在http/0.9版本就已经体现出了http的无状态性。
二:http/1.0
1996年5月,HTTP/1.0 版本发布,内容大大增加。
首先,任何格式的内容都可以发送。这使得互联网不仅可以传输文字,还能传输图像、视频、二进制文件。这为互联网的大发展奠定了基础。
其次,除了GET
命令,还引入了POST
命令和HEAD
命令,丰富了浏览器与服务器的互动手段。
再次,HTTP请求和回应的格式也变了。除了数据部分,每次通信都必须包括头信息(HTTP header),用来描述一些元数据。
其他的新增功能还包括状态码(status code)、多字符集支持、多部分发送(multi-part type)、权限(authorization)、缓存(cache)、内容编码(content encoding)等。
eg:
客户端啊出请求:
GET / HTTP / 1.0
User-Agent : Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5)
Accept: */*
服务器端回应:
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/plain
Content-Length: 137582
Expires: Thu, 05 Dec 1997 16:00:00 GMT
Last-Modified: Wed, 5 August 1996 15:55:28 GMT
Server: Apache 0.84
<html>
<body>Hello World</body>
</html>
三:http/1.1
1997年1月,HTTP/1.1 版本发布,只比 1.0 版本晚了半年。它进一步完善了 HTTP 协议,一直用到了20年后的今天,直到现在还是最流行的版本。
HTTP 1.1引入了许多关键性能优化:keepalive连接(持久连接),chunked编码传输,字节范围请求,请求流水线(管道机制)等。
- keepalive
允许HTTP设备在事务处理结束之后将TCP连接保持在打开的状态,一遍未来的HTTP请求重用现在的连接,直到客户端或服务器端决定将其关闭为止。
在HTTP 1.1 所有的连接默认都是长连接,除非特殊声明不支持(Connection:close)。
目前,对于同一个域名,大多数浏览器允许同时建立6个持久连接。
- chunked编码传输
只要请求或回应的头信息有Transfer-Encoding
字段,就表明回应将由数量未定的数据块组成。
该编码将实体分块传送并逐块标明长度,直到长度为0块表示传输结束, 这在实体长度未知时特别有用(比如由数据库动态产生的数据)。
- 字节范围请求
HTTP1.1支持传送内容的一部分。比方说,当客户端已经有内容的一部分,为了节省带宽,可以只向服务器请求一部分。该功能通过在请求消息中引入了range头域来实现,它允许只请求资源的某个部分。
· 管道机制
1.1 版还引入了管道机制(pipelining),即在同一个TCP连接里面,客户端可以同时发送多个请求。这样就进一步改进了HTTP协议的效率。举例来说,客户端需要请求两个资源。以前的做法是,在同一个TCP连接里面,先发送A请求,然后等待服务器做出回应,收到后再发出B请求。管道机制则是允许浏览器同时发出A请求和B请求,但是服务器还是按照顺序,先回应A请求,完成后再回应B请求。
HTTP 1.1还新增了如下特性:
- 请求消息和响应消息都应支持Host头域
在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址,因此,请求消息中的URL并没有传递主机名(hostname)。但随着虚拟主机技术的发展,在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机(Multi-homed Web Servers),并且它们共享一个IP地址。因此,Host头的引入就很有必要了。 - 新增了一批Request method
HTTP1.1增加了OPTIONS,PUT, DELETE, TRACE, CONNECT方法 - 缓存处理
HTTP/1.1在1.0的基础上加入了一些cache的新特性,引入了实体标签,一般被称为e-tags,新增更为强大的Cache-Control头.
四:http/2
2015年,HTTP/2 发布。它不叫 HTTP/2.0,是因为标准委员会不打算再发布子版本了,下一个新版本将是 HTTP/3。
http/2新增了如下特性
·二进制协议
HTTP/1.1 版的头信息肯定是文本(ASCII编码),数据体可以是文本,也可以是二进制。HTTP/2 则是一个彻底的二进制协议,头信息和数据体都是二进制,并且统称为"帧"(frame):头信息帧和数据帧。
二进制协议的一个好处是,可以定义额外的帧。HTTP/2 定义了近十种帧,为将来的高级应用打好了基础。如果使用文本实现这种功能,解析数据将会变得非常麻烦,二进制解析则方便得多。
·多工
HTTP/2 复用TCP连接,在一个连接里,客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应,而且不用按照顺序一一对应,这样就避免了"队头堵塞"。
举例来说,在一个TCP连接里面,服务器同时收到了A请求和B请求,于是先回应A请求,结果发现处理过程非常耗时,于是就发送A请求已经处理好的部分, 接着回应B请求,完成后,再发送A请求剩下的部分。
这样双向的、实时的通信,就叫做多工(Multiplexing)。
·数据流
因为 HTTP/2 的数据包是不按顺序发送的,同一个连接里面连续的数据包,可能属于不同的回应。因此,必须要对数据包做标记,指出它属于哪个回应。
HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包,称为一个数据流(stream)。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候,都必须标记数据流ID,用来区分它属于哪个数据流。另外还规定,客户端发出的数据流,ID一律为奇数,服务器发出的,ID为偶数。
数据流发送到一半的时候,客户端和服务器都可以发送信号(RST_STREAM
帧),取消这个数据流。1.1版取消数据流的唯一方法,就是关闭TCP连接。这就是说,HTTP/2 可以取消某一次请求,同时保证TCP连接还打开着,可以被其他请求使用。
客户端还可以指定数据流的优先级。优先级越高,服务器就会越早回应。
·头信息压缩
HTTP 协议不带有状态,每次请求都必须附上所有信息。所以,请求的很多字段都是重复的,比如Cookie
和User Agent
,一模一样的内容,每次请求都必须附带,这会浪费很多带宽,也影响速度。
HTTP/2 对这一点做了优化,引入了头信息压缩机制(header compression)。一方面,头信息使用gzip
或compress
压缩后再发送;另一方面,客户端和服务器同时维护一张头信息表,所有字段都会存入这个表,生成一个索引号,以后就不发送同样字段了,只发送索引号,这样就提高速度了。
·服务器推送
TTP/2 允许服务器未经请求,主动向客户端发送资源,这叫做服务器推送(server push)。
常见场景是客户端请求一个网页,这个网页里面包含很多静态资源。正常情况下,客户端必须收到网页后,解析HTML源码,发现有静态资源,再发出静态资源请求。其实,服务器可以预期到客户端请求网页后,很可能会再请求静态资源,所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。
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