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一篇文章彻底了解HTTP发展史

计算机网络 猴哥 1年前 (2019-09-15) 13次浏览 0个评论
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HTTP 协议可以算是在人们日常生活、工作用得比较多的协议。我们使用浏览器访问网页,就是通过 HTTP 来传递数据;客户端跟服务器交互,大部分会使用到 HTTP 协议。对于我们做数据采集的人来说,也是再正常不过。

Requests 和 Scrapy 都是对 HTTP 进行封装的支持自定义配置的库。互联网工程任务组(IETF)在去年提议将 HTTP-over-QUIC 重命名为 HTTP/3。我们是做技术的,需要保持一定敏感度。

一旦 HTTP/3 标准被定下来,各大产商会相继支持,那会给我们带来什么影响?

需要我们回顾下 HTTP 的发展史。

1.HTTP 0.9

我们把时间拨回到 1991年, 万维网协会(World Wide Web Consortium,W3C)和互联网工程任务组(IETF)制定了 HTTP 0.9 标准。因为那个年代互联网还在普及,加上网速带宽低,所以 HTTP 0.9 只支持 GET 请求。

2.HTTP 1.0

时间来到1996 年 5 月,HTTP/1.0 版本发布,HTTP 协议新增很多内容。首先是请求方式的多样化,从单一的 GET 请求,增加了 POST 命令和 HEAD 命令。

除此之外,还支持发送任何格式的内容。这两项新增内容,不仅使得互联网不仅可以传输文字、传输图像、视频、二进制文件,还丰富了浏览器与服务器的互动方式。

这为互联网的大发展奠定了基础。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。

但 HTTP/1.0 还是存在缺点:

  • 第一点是:连接无法复用

HTTP 1.0 规定浏览器与服务器只保持短暂的连接,浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接,服务器完成请求处理后立即断开TCP连接,服务器不跟踪每个客户也不记录过去的请求。如果还要请求其他资源,就必须再新建一个连接。

  • 第二点是:Head-Of-Line Blocking(HOLB,队头阻塞)

HOLB 是指一系列包(package)因为第一个包被阻塞;当页面中需要请求很多资源的时候,HOLB 会导致在达到最大请求数量时,剩余的资源需要等待其它资源请求完成后才能发起请求。这会导致带宽无法被充分利用,以及后续健康请求被阻塞。

3.HTTP 1.1

W3C 组织为了解决 HTTP 1.0 遗留的问题,在 1997 年 1 月,发布 HTTP/1.1 版本,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。具体优化点:

1.缓存处理。在 HTTP 1.0 中主要使用 header 里的 If-Modified-Since,Expires 来做为缓存判断的标准,HTTP 1.1则引入了更多的缓存控制策略例如 Entity tag,If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。

2.带宽优化及网络连接的使用。针对网络开销大的问题,HTTP 1.1 在请求头引入了range头域,它允许只请求资源的某个部分,即返回码是206(Partial Content),这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。

3.错误通知的管理。在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码。

4.长链接。HTTP/1.1 加入 Connection:keep-alive 可以复用一部分连接,在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应,减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。

随着网络的发展,HTTP 1.1 还是暴露出一些局限性。

1.虽然加入 keep-alive 可以复用一部分连接,但域名分片等情况下仍然需要建立多个 connection,耗费资源,给服务器带来性能压力。

2.pipeling 只部分解决了 HOLB。HTTP 1.1 尝试使用 pipeling 来解决队头阻塞问题,即浏览器可以一次性发出多个请求(同个域名、同一条 TCP 链接)。但 pipeling 要求返回是按序的,那么前一个请求如果很耗时(比如处理大图片),那么后面的请求即使服务器已经处理完,仍会等待前面的请求处理完才开始按序返回。

3.协议开销大。HTTP/1 在使用时,header 里携带的内容过大,在一定程度上增加了传输的成本,并且每次请求 header 基本不怎么变化,尤其在移动端增加用户流量。

4.HTTP 2.0

互联网的发展还是受到网络速度的限制。有个调侃的话,永远不要忽略一辆载满磁带的在高速公路上飞驰的卡车的带宽。大概意思说数据量大到一定程度时,物理运输无论是速度、安全性、便捷性都比网络传输好。

谷歌是业务首先提出云计算的概念;加上谷歌的公司文化特点是自己内部信息公开、透明,每个人都能了解到其他任何人当前的工作计划、代码等。谷歌为了解决内部系统传输数据慢的问题,自行研发的 SPDY 协议,目的是以最小化网络延迟,提升网络速度,解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。

SPDY 协议是在 TCP 协议之上。相比 HTTP/1 的文本格式,HTTP/2 采用二进制格式传输数据,解析起来更高效。同时,还支持对 Header 压缩,减少头部的包体积大小。

一篇文章彻底了解HTTP发展史

HTTP 2.0 还引入了多路复用技术。多路复用很好地解决了浏览器限制同一个域名下的请求数量的问题,同时也更容易实现全速传输,毕竟新开一个 TCP 连接都需要慢慢提升传输速度。

谷歌于2009 年公开了 SPDY 协议,W3C 组织协议不错。于是乎,W3C 将 SPDY 协议引入到 HTTP 协议中,在 2012 年发布 HTTP 2.0。

5.HTTP 3.0

不得不说谷歌的技术确实牛逼,TCP 协议虽然能保证不丢包,但还是存在一些局限性。谷歌为了提高Web联网的速度决定推倒重来,吸收 TCP 快速打开的技术,缓存当前会话的上下文等优点,基于 UDP 协议研发一种名为QUIC (全称是“快速UDP互联网连接”)的实验性网络协议,并且使用运用在 Chrome 浏览器上。

我们可以在 Chrome 浏览器地址栏上输入 chrome://flags/ 来体验 QUIC。

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身兼 IETF 旗下 HTTP 工作组组长和 QUIC 工作组组长的马克•诺丁汉(Mark Nottingham)提议,将 HTTP-over-QUIC 实验性协议将被重命名为 HTTP/3,并有望成为 HTTP 协议的第三个正式版本。


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