简述HTTP1.0，1.1，2.0，3.0的主要区别以及QUIC协议

HTTP/1.0(构建可拓展性)

  • 请求中新增协议版本信息
  • 引入HTTP头概念
  • 响应中新增状态码
  • 默认使用短连接：浏览器每使用一个静态资源就会建立连接直到任务结束中断连接

HTTP/1.1(标准化协议)

  • 默认支持长连接：在一个网页打开期间，所有网络请求复用同一条建立的连接。
    • advantage：性能好，节省建立TCP，慢启动，关闭连接的时间
    • disadvantage：占用服务器资源
  • 引入额外的缓存控制机制。例如：Entity tag,If-None-Match等更多可供选择的缓存头
  • 新增24个错误状态相应码
  • 引入内容协商，允许通信双方约定语言(Accept-Language),编码(Accept-Encoding)等
  • 支持响应分块(断点续传)
  • 引入管线化：发送请求后需等待收到响应后，才能发送下一个—>允许客户端同时并行发送多个请求
    • advantage：收到上一个请求响应之前就可以发出下个请求，节省请求到达服务器的时间，降低通信延迟
    • disadvantage：服务器必须遵循HTTP/1.1协议，按照客户端发送的请求顺序返回响应；可能发生队头阻塞(上一个请求的响应若迟迟未处理完毕，后面的响应会阻塞)
  • Host头，允许不同域名配置在同一IP地址

HTTP/2.0(更优异的表现)

HTTP/2.0具有三大特性：Header压缩，服务端推送，多路复用。

Header压缩

  • HTTP/1.1每次通信携带的Header信息常常是相似的。HTTP/2.0中，对于每次通信Header中相同的信息，不会重复发送，而是采用追加或替换的方式。
  • 具体实现为HTTP/2.0在客户和服务端共同维护一个Header表，存储之前发送的K/V键值对，并且此表在HTTP/2.0连接期间始终存在。
  • 优点：减少每次通信数据量，提高传输速度。

服务端推送

  • 服务器可对一个客户端的请求发送多个响应。并且服务端向客户端推送资源无需客户端明确的请求。
  • 服务端根据客户端的请求提前推送额外的资源。例如在发送页面HTML时主动推送其它CSS/JS资源，而不用等浏览器解析到相应位置。
  • 优点：减轻数据传输的冗余步骤，加快页面响应速度，提升用户体验。

多路复用

二进制分帧

  • HTTP/1.x使用文本格式传输数据—>HTTP/2.0将传输信息分割为若干帧，采用二进制格式编码。
  • 具体实现：应用层和传输层间增加一个二进制分帧层。每个请求都对应一个流，并有一个唯一整数标识符。HTTP/1.x被拆分成多个帧并均有序列号，以及自己流的标识符，接收端自行合并。
  • 优点：采用更高效的编码协议，提升传输效率。为多路复用提供基础。

多路复用

HTTP/1.x有两大约束：

  • 顺序：服务端必须按照客户端请求的顺序串行返回数据
    • 即使HTTP/1.1允许同一连接发起多个请求也不是真正的并行传输
  • 阻塞：浏览器限制每个域名下最多同时发起6个连接，超过的会阻塞，常见优化如下
    • 使用多个域名(CDN)提高浏览器下载速度
    • 将多个CSS/JS文件打包成一个文件，多个小图片合并为雪碧图，减少HTTP请求
      HTTP2.0引入多路复用：
  • 同一连接发起的多个请求，服务端可并行传输数据。基于二进制分帧层，HTTP/2.0可同时交错发送多个信息中的帧，接收端根据帧的流标识符和序列号重新组装。
  • 多路复用使用同一TCP连接并发处理同一域名下所有请求，减少TCP建立连接的时延。并且代替了顺序和阻塞机制，实现真正并行传输，避免队头阻塞问题，极大提高传输效率。

HTTP3.0(舍弃的TCP以及先进的QUIC)

HTTP3.0 是一种基于 QUIC 协议的新的网络传输协议，它可以提供更高的安全性、效率和可靠性。

QUIC

QUIC 协议是谷歌推出的一套基于UDP的传输协议，它实现了 TCP + HTTPS + HTTP/2 的功能，目的是保证可靠性的同时降低网络延迟。QUIC 协议有以下几个优点：

  • 连接建立速度快：QUIC 协议只需要一个往返时间（RTT）就可以建立安全连接，而 TCP + TLS 需要三个 RTT。
  • 支持连接迁移：QUIC 协议引入了 Connection ID 的概念，使得客户端和服务器之间的连接不依赖于 IP 地址和端口号，而是由一个唯一的标识符来维持。这样，当客户端切换网络或者 IP 地址变化时，不会导致连接断开。
  • 支持多路复用：QUIC 协议支持在一个连接上并发发送多个数据流，避免了 TCP 中的队头阻塞问题。同时，QUIC 协议也支持对每个数据流进行单独的流量控制和拥塞控制。
  • 支持前向纠错：QUIC 协议可以在数据包中添加冗余信息，以便在丢包时恢复数据，减少重传次数和延迟。

QUIC 协议也有一些缺点：

  • 兼容性问题：由于 QUIC 协议是基于 UDP 的，而 UDP 在一些网络环境中可能会被阻断或者限速。因此，QUIC 协议需要在客户端和服务器之间进行协商，如果无法使用 QUIC，则降级为 TCP + TLS + HTTP/2。
  • 加密开销：由于 QUIC 协议在用户空间实现了加密功能，而不是利用内核提供的 TCP/IP 栈。这样虽然可以提高灵活性和更新速度，但也增加了 CPU 的消耗和内存的占用。
posted @ 2023-03-14 09:44  yytarget  阅读(282)  评论(0)  编辑  收藏  举报