HTTP及其版本（HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0、HTTP3.0）详解

HTTP协议

基础知识

HTTP协议是超文本传输协议的缩写，是用于从万维网传输超文本到浏览器的传输协议。

HTTP基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML文件，图片文件、查询结果等）。它不涉及数据包（packet）传输，主要规定了客户端和服务器之间的通信格式，默认使用80端口。

• 1、特点：

（1）无连接：无连接是指限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。这种方式可以节省传输时间。

（2）无状态：HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存，任何两次请求之间都没有依赖关系。（每次请求都是独立的，与前面的请求和后面的请求都没有直接联系。协议本身不保留之前一切的请求或响应报文的信息。）

• 2、Http报文
  

• 3、Http请求方法

关于Http请求方法，以及在前面的文章详细说明了，点击跳转

4、Http状态码

1XX——信息提示，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作；


2XX——成功，操作被成功接收并处理；


3XX——重定位，需要进一步的操作以完成请求；


4XX——客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求；


5XX——服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误。

常见状态码：
100：继续，客户端应继请求；
200：请求成功；
301：资源（网页等）被永久转移到其他 URL；
302：暂时重定向；
403: Forbidden —禁止访问；
404：请求的资源（网页等）不存在；
500：内部服务器错误。

Http版本

Http1.0

HTTP1.0默认使用 Connection:cloose，浏览器每次请求都需要与服务器建立一个 TCP 连接，服务器处理完成后立即断开 TCP 连接（无连接），服务器不跟踪每个客户端也不记录过去的请求（无状态）。

Http1.1

HTTP1.1默认使用 Connection:keep-alive（长连接），避免了连接建立和释放的开销；通过 Content-Length 字段来判断当前请求的数据是否已经全部接受。不允许同时存在两个并行的响应。

• 为什么需要持久连接？

Http协议的初始版本中，每进行一次Http通信就要断开一次TCP连接。每次请求都会造成TCP连接的建立和断开，增加通信量的开销。

持久连接的特点：

• 持久连接也称为Http keep-alive，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保存TCP连接状态。

• 减少了TCP连接的重复建立和断开所造成的额外开销，减去了服务器端的压力。

• 持久连接使得多数请求以管线化方式（pipelining）成为可能。可以同时并行发送多个请求，而不需要一个接一个的等待响应了。（请求打包一次传输过去，响应打包一次传递回来），管线化的前提是在持久连接下。

• Http1.1缺陷

（1）高延迟，带来页面加载速度的降低。（网络延迟问题只要由于队头阻塞，导致宽带无法被充分利用）

（2）无状态特性，带来巨大的Http头部。

（3）明文传输，不安全。

（4）不支持服务器推送消息。

Http2.0

SPDY协议：2009年谷歌公开了SPDY协议，主要解决Http1.1效率不高的问题。

SPDY被当做HTTP2.0的基础，其主要特性（兼容老版本HTTP协议，同时可以使用SSL功能）都在HTTP2.0中得到继承。

HTTP2.0：基于SPDY，专注于性能，目标是在用户和网站直接只用一个连接。

• HTTP2.0新特性

（1）二进制传输

http2.0将请求和响应数据分割为更小的帧，并且它们采用二进制编码(http1.0基于文本格式)。多个帧之间可以乱序发送，根据帧首部的流表示可以重新组装。

（2）Header压缩

Http2.0开发了专门的“HPACK”算法，大大压缩了Header信息。

（3）多路复用

http2.0中引入了多路复用技术，很好的解决了浏览器限制同一个域名下的请求数量的问题。

多路复用技术可以只通过一个TCP链接就可以传输所有的请求数据。

（4）服务端推送

HTTP2.0在一定程度上改不了传统的“请求-应答”工作模式，服务器不再完全被动地响应请求，也可以新建“流”主动向客户端发送消息。（例如，浏览器在刚请求html的时候就提前把可能会用到的JS，CSS文件发送给客户端，减少等待延迟，这被称为“服务端推送Server Push”）

服务器也不能随便将第三方资源推送给服务器，必须经过双方确认。

• HTTP2.0缺点

（1）TCP以及TCP+TLS建立连接的延迟（握手延迟）

（2）TCP的队头阻塞没有彻底解决（http2.0中，多个请求是跑在一个TCP管道中的，一旦丢包，TCP就要等待重传（丢失的包等待重新传输确认），从而阻塞该TCP连接中的所有请求）

因为HTTP2.0存在这些缺点，所以出现了HTTP3.0。

Http3.0

Google在推行SPDY的时候意识到了上述http2.0一系列问题，于是又产生了基于UDP协议的“QUIC”协议，让HTTP跑在QUIC上而不是TCP上。从而产生了HTTP3.0版本，它解决了“队头阻塞”的问题。

• 特点：

（1）实现了类似TCP的流量控制，传输可靠性的功能。

（2）实现了快速握手功能（QUIC基于UDP，UDP是面向无连接的，不需要握手和挥手，比TCP快）

（3）集成了TLS加密功能

（4）多路复用，彻底解决TCP中队头阻塞的问题（单个“流”是有序的，可能会因为丢包而阻塞，但是其他流不会受到影响）

总结

• HTTP1.1的缺点：安全性不足和性能不高；

• HTTP2.0完全兼容HTTTP1.0，是“更安全的HTTP，更快的HTTPS”，头部压缩，多路复用等技术充分利用了带宽，降低了延迟。

• HTTP3.0的底层支撑协议QUIC基于UDP实现，又含TCP的特点，实现了又快又可靠的协议。