HTTP1.1、HTTP2.0 带来的改变

什么是 HTTP 协议

HTTP 是超文本传输协议，也就是 HyperText Transfer Protocol。它是一种基于 TCP/IP 的应用层协议，用于在客户端和服务器之间传输超文本数据，如 HTML、CSS、JavaScript、图片等。

HTTP 的作用是定义了客户端和服务器之间交换数据的格式和规则。客户端通过发送请求（request）给服务器，服务器根据请求返回响应（response）。请求和响应都包含了头部（header）和主体（body）两部分。头部包含了一些元数据，如方法（method）、状态码（status code）、内容类型（content type）等。主体包含了实际的数据内容。

HTTP/1.1 协议

HTTP/1.1 是在 1999 年发布的，是目前最广泛使用的 HTTP 版本。HTTP/1.1 相对于之前的 HTTP/1.0 做了一些改进，主要有以下几个特点：

• 支持持久连接（persistent connection），即在一个 TCP 连接上可以发送多个请求和响应，减少了建立和关闭连接的开销。
• 支持管道化（pipelining），即在一个 TCP 连接上可以同时发送多个请求，不需要等待上一个响应返回，提高了传输效率。
• 支持分块传输编码（chunked transfer encoding），即可以将一个大的数据分成多个小块发送，不需要一次性发送完整的数据，提高了传输效率。
• 支持内容协商（content negotiation），即客户端和服务器可以根据各自的偏好选择合适的数据格式、语言、编码等，提高了用户体验。
• 支持缓存控制（cache control），即可以通过一些头部字段来控制缓存的行为，如过期时间、验证标识等，提高了缓存的利用率。

优点

HTTP/1.1 的优点主要有以下几个：

• 简单易用：HTTP/1.1 是基于文本的协议，易于阅读和编写，也便于调试和测试。
• 灵活可扩展：HTTP/1.1 可以通过自定义头部字段或者方法来扩展功能，也可以通过协商机制来适应不同的场景。
• 兼容性强：HTTP/1.1 是目前最广泛支持的 HTTP 版本，几乎所有的浏览器和服务器都支持它。

缺点

HTTP/1.1 的缺点主要有以下几个：

• 性能低下：HTTP/1.1 虽然支持持久连接和管道化，但是仍然存在一些性能问题，如：
  • 队头阻塞（head-of-line blocking），即在一个 TCP 连接上，只有当上一个响应返回后，才能处理下一个响应，导致后续请求的延迟。
  • 多路复用（multiplexing）不完善，即在一个 TCP 连接上，只能按照请求发送的顺序返回响应，不能根据优先级或者可用性来调整响应的顺序，导致优先级较低的请求延迟。
  • 整理传输（interleaved transmission），即在一个 TCP 连接上，不能将一个大的数据分解为独立的帧，交错发送，而只能整体去传。
• 头部冗余：HTTP/1.1 的头部字段是基于文本的，且有很多重复的内容，导致头部占用了很多带宽，降低了传输效率。
• 安全性差：HTTP/1.1 是明文传输的协议，没有加密和验证机制，容易被窃听、篡改或者伪造。

HTTP/2.0 协议

HTTP/2.0 是在 2015 年发布的，是 HTTP 协议的最新版本。HTTP/2.0 主要基于 SPDY 协议，通过对 HTTP 头部进行数据压缩、对请求和响应进行多路复用、对数据进行二进制分帧、支持服务器推送等技术，来提高 HTTP 的性能和安全性。HTTP/2.0 的主要特点有以下几个 ：

• 二进制分帧：HTTP/2.0 将请求和响应的数据分解为独立的帧（frame），每个帧都有自己的标识和长度，可以交错发送和接收，也可以优先处理。
• 多路复用：HTTP/2.0 在一个 TCP 连接上可以同时发送和接收多个请求和响应，不需要按照顺序排队，也不会受到队头阻塞的影响。
• 首部压缩：HTTP/2.0 使用 HPACK 算法对头部字段进行压缩，减少了头部的大小和冗余，提高了传输效率。
• 服务器推送：HTTP/2.0 允许服务器在客户端请求之前主动发送一些数据，如 CSS、JavaScript 等，减少了客户端的等待时间和请求数量。
• 流量控制：HTTP/2.0 允许客户端和服务器根据自己的能力来控制每个流（stream）的数据流量，避免了拥塞和浪费。
• 优先级：HTTP/2.0 允许客户端和服务器为每个流指定优先级，使得重要或者紧急的数据可以优先发送和处理。

优点

HTTP/2.0 的优点主要有以下几个 ：

• 性能高效：HTTP/2.0 通过二进制分帧、多路复用、首部压缩、服务器推送等技术，大大提高了 HTTP 的传输效率和并发能力。
• 兼容性好：HTTP/2.0 在语义层面上保持了与 HTTP/1.1 的兼容性，不需要修改现有的应用程序或者协议栈。
• 安全性强：HTTP/2.0 鼓励使用 HTTPS 协议来加密和验证数据，防止了窃听、篡改或者伪造。

缺点

HTTP/2.0 的缺点主要有以下几个 ：

• 实现复杂：HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 来说更加复杂，需要更多的资源和技术来实现和维护。
• 兼容性差：HTTP/2.0 虽然在语义层面上与 HTTP/1.1 兼容，但是在传输层面上需要使用新的协议或者协商机制，如 ALPN、NPN 等，这可能导致一些老旧的设备或者中间件无法支持 HTTP/2.0。
• 难以调试：HTTP/2.0 由于使用了二进制分帧和压缩等技术，使得数据的格式和内容更加难以阅读和分析，也增加了调试和测试的难度。

HTTP/1.1 和 HTTP/2.0 的区别

性能比较

HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 在性能方面有了显著的提升，主要体现在以下几个方面：

• 传输效率：HTTP/2.0 通过二进制分帧、首部压缩、多路复用等技术，减少了数据的大小和数量，提高了传输效率。
• 并发能力：HTTP/2.0 通过多路复用、服务器推送等技术，增加了一个 TCP 连接上可以同时发送和接收的请求和响应的数量，提高了并发能力。
• 延迟降低：HTTP/2.0 通过多路复用、服务器推送等技术，减少了客户端的等待时间和请求数量，降低了延迟。

根据一些实验和测试，HTTP/2.0 相比于 HTTP/1.1 可以在不同的场景下提高 20% 到 50% 的性能。

协议结构

HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 在协议结构上有了较大的变化，主要体现在以下几个方面：

• 数据格式：HTTP/1.1 是基于文本的协议，数据是以行为单位进行传输；HTTP/2.0 是基于二进制的协议，数据是以帧为单位进行传输。
• 数据组织：HTTP/1.1 的请求和响应是由头部和主体两部分组成；HTTP/2.0 的请求和响应是由多个帧组成，其中有一个头部帧（header frame）和一个或多个数据帧（data frame）。
• 数据关联：HTTP/1.1 的请求和响应是通过 TCP 连接来关联；HTTP/2.0 的请求和响应是通过流（stream）来关联，每个流都有一个唯一的标识符（stream identifier）。

多路复用

多路复用是 HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 最重要的改进之一，它指的是在一个 TCP 连接上可以同时发送和接收多个请求和响应，而不需要按照顺序排队。多路复用有以下几个优点：

• 减少了 TCP 连接的数量，节省了建立和关闭连接的开销。
• 避免了队头阻塞，即在一个 TCP 连接上，只有当上一个响应返回后，才能处理下一个响应，导致后续请求的延迟。
• 实现了整理传输，即在一个 TCP 连接上，可以将一个大的数据分解为独立的帧，交错发送。
• 实现了优先级控制，即在一个 TCP 连接上，可以为每个流指定优先级，使得重要或者紧急的数据可以优先发送和处理。

首部压缩

首部压缩是 HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 的另一个重要的改进，它指的是使用 HPACK 算法对头部字段进行压缩，减少了头部的大小和冗余。首部压缩有以下几个优点：

• 减少了数据的大小，节省了带宽和传输时间。
• 减少了头部的冗余，避免了重复发送相同的头部字段。
• 使用了索引表（index table）和霍夫曼编码（Huffman coding）等技术，提高了压缩的效率和安全性。

为什么要使用 HTTP/2.0

HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 的改进

HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 在性能、兼容性和安全性方面都有了显著的改进，主要体现在以下几个方面：

• 二进制分帧：HTTP/2.0 将请求和响应的数据分解为独立的帧，每个帧都有自己的标识和长度，可以交错发送和接收，也可以优先处理。
• 多路复用：HTTP/2.0 在一个 TCP 连接上可以同时发送和接收多个请求和响应，不需要按照顺序排队，也不会受到队头阻塞的影响。
• 首部压缩：HTTP/2.0 使用 HPACK 算法对头部字段进行压缩，减少了头部的大小和冗余，提高了传输效率。
• 服务器推送：HTTP/2.0 允许服务器在客户端请求之前主动发送一些数据，如 CSS、JavaScript 等，减少了客户端的等待时间和请求数量。
• 流量控制：HTTP/2.0 允许客户端和服务器根据自己的能力来控制每个流的数据流量，避免了拥塞和浪费。
• 优先级：HTTP/2.0 允许客户端和服务器为每个流指定优先级，使得重要或者紧急的数据可以优先发送和处理。
• 兼容性好：HTTP/2.0 在语义层面上保持了与 HTTP/1.1 的兼容性，不需要修改现有的应用程序或者协议栈。
• 安全性强：HTTP/2.0 鼓励使用 HTTPS 协议来加密和验证数据，防止了窃听、篡改或者伪造。

总结

HTTP/1.1 和 HTTP/2.0 是目前最常用的两个 HTTP 版本，它们在协议结构、传输方式、性能、兼容性和安全性方面有着显著的差异和优劣。总的来说，HTTP/2.0 相对于 HTTP/1.1 在性能方面有了显著的提升，同时也保持了良好的兼容性和安全性。以下是它们的比较表格：

选择使用 HTTP/2.0 可以带来以下几个优点：

• 提高网站的性能，提升用户体验和满意度。
• 减少服务器的负载和资源消耗，节省成本和时间。
• 增强网站的安全性，保护数据和隐私。

但也需要注意以下几个事项：

• 确保浏览器和服务器都支持 HTTP/2.0，或者使用协商机制来兼容 HTTP/1.1。
• 确保网站使用 HTTPS 协议，或者使用加密扩展（encryption extension）来支持明文传输。
• 调整网站的优化策略，如减少域名分片（domain sharding）、合并文件（file concatenation）、内联资源（inline resources）等，以适应 HTTP/2.0 的特性。
• 使用专业的工具和方法来调试和测试 HTTP/2.0 的数据传输和性能。

参考资料

• HTTP1.0、1.1、2.0 协议的特性及区别 – 掘金
• HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3 的区别 – 掘金
• 什么是 HTTP/2？