HTTP2与HTTP3新特性一览

HTTP2协议分析

• HTTP2 没有改动 HTTP 的应用语义。 HTTP 方法、状态代码、URI 和标 头字段等核心概念一如往常。
• HTTP2 修改了数据格式化(分帧)以及在客户端与服务器间传输的方 式。这两点统帅全局，经过新的分帧层向咱们的应用隐藏了全部复杂性。
• 因为HTTP2 引入了一个新的二进制分帧层，该层没法与以前的 HTTP 1.x 服务器和客户端向后兼容，所以协议的主版本提高到 HTTP2。

• HTTP2的特色:

1. 使用二进制格式传输，更高效、更紧凑。
2. 对报头压缩，下降开销。
3. 多路复用，一个网络链接实现并行请求。
4. 服务器主动推送，减小请求的延迟。
5. 默认使用加密。

HTTP 2:二进制分帧层

• HTTP2 全部性能加强的核心在于新的二进制分帧 层，它定义了如何封装 HTTP 消息并在客户端与服 务器之间传输。
• 这里所谓的“层”指的是位于套接字接口与应用可见 的高级 HTTP API 之间一个通过优化的新编码机制。
• HTTP1.x 协议以换行符做为纯文本的分隔符，而 HTTP2 将全部传输的信息分割为更小的消息和 帧，并采用二进制格式对它们编码。
• 客户端和服务器会替咱们完成必要的分帧工做。

HTTP 2:多路复用

• 在 HTTP 1.x 中，若是客户端要想发起多个并行请求以提高性能，则必须使 用多个 TCP 链接。这种模型也会致使队首阻塞，从而形成底层 TCP 链接的效率低下。
• 将 HTTP 消息分解为独立的帧，交错发送，而后在另外一端从新组装是 HTTP 2 最重要的一项加强。这个机制会在整个网络技术栈中引起一系列连锁反 应，从而带来巨大的性能提高。

1. 并行交错地发送多个请求，请求之间互不影响。
2. 并行交错地发送多个响应，响应之间互不干扰。
3. 使用一个链接并行发送多个请求和响应。
4. 没必要再为绕过 HTTP 1.x 限制而作不少工做
5. 消除没必要要的延迟和提升现有网络容量的利用率，从而减小页面加载时间。

http2.akamai.com/demo

HTTP 2:服务器推送

• HTTP 2 新增的另外一个强大的新功能是，服务器能够对一个客户端请求发送多个响 应。 换句话说，除了对最初请求的响应外，服务器还能够向客户端推送额外资源，而无需客户端明确地请求。
• HTTP 2 打破了严格的请求-响应语义，支持一对多和服务器发起的推送工做流
• 服务器已经知道客户端下一步要请求什么资源，这时候服务器推送便可派上用场。
• 推送资源能够进行如下处理:

1. 由客户端缓存
2. 在不一样页面之间重用
3. 与其余资源一块儿复用
4. 由服务器设定优先级
5. 被客户端拒绝

HTTP2的伪头字段

• 伪头部字段是http2内置的几个特殊的以”:”开始的 key，用于替代HTTP/1.x中请求行/响应行中的信 息，好比请求方法，响应状态码等

1. :method 目标URL模式部分(请求)
2. :scheme 目标URL模式部分(请求)
3. :authority 目标RUL认证部分(请求)
4. :path 目标URL的路径和查询部分(绝对路径 产生式和一个跟着"?"字符的查询产生式)。 (请求)
5. :status 响应头中的HTTP状态码部分(响应)

了解HTTP 3

• 运行在 QUIC 之上的 HTTP 协议被称为 HTTP/3(HTTP-over-QUIC)
• QUIC 协议(Quick UDP Internet Connection)基于 UDP，正是看中了 UDP 的速度与效率。同时 QUIC 也整合了 TCP、TLS 和 HTTP/2 的优 点，并加以优化。
• 特色:

1. 减小了握手的延迟(1-RTT 或 0-RTT)
2. 多路复用，而且没有 TCP 的阻塞问题
3. 链接迁移，(主要是在客户端)当由 Wifi 转移到 4G 时，链接不 会被断开。

• HTTP 3与HTTP 1.1和HTTP 2没有直接的关系，也不是http2的扩展
• HTTP 3将会是一个全新的WEB协议
• HTTP 3目前处于制订和测试阶段
• www.chromium.org/quic

队首阻塞问题

• HTTP/1.1 和 HTTP/2 都存在队头阻塞问题(Head of line blocking)
• HTTP/1.1 的队头阻塞。一个 TCP 链接同时传输 10 个请求，其中第 一、二、3 个请求已被客户端接收，但第 4 个请求丢失，那么后面第 5 - 10 个请求都被阻塞，须要等第 4 个请求处理完毕才能被处理，这样 就浪费了带宽资源。
• HTTP/2 的多路复用虽然能够解决“请求”这个粒度的阻塞，但 HTTP/2 的基础 TCP 协议自己却也存在着队头阻塞的问题。
• 因为 HTTP/2 必须使用 HTTPS，而 HTTPS 使用的 TLS 协议也存在队 头阻塞问题。
• 队头阻塞会致使 HTTP/2 在更容易丢包的弱网络环境下比 HTTP/1.1 更慢。
• 那 QUIC 解决队头阻塞问题的的方法:

1. QUIC 的传输单元是 Packet，加密单元也是 Packet，整个加密、 传输、解密都基于 Packet，这样就能避免 TLS 的队头阻塞问题;
2. QUIC 基于 UDP，UDP 的数据包在接收端没有处理顺序，即便中间 丢失一个包，也不会阻塞整条链接，其余的资源会被正常处理。