HTTP协议各版本差异

http协议介绍

　　  http（Hypertext transfer protocol）超文本传输协议，它是互联网上应用最为广泛的一种网络协议,工作在应用层。基于TCP协议（传输层）之上，规定WWW服务器 ， 是浏览器之间信息传递规范。使用的默认端口号为80端口。https默认端口是443

http协议发展

　　 http协议目前有4个版本，其中1.0、1.1版本在互联网上被广泛使用，2.0版本目前应用很少，是下一代的http协议。

　　http/0.9版本：1991年,原型版本，功能简陋，只有一个命令GET,服务器只能回应HTML格式字符串，该版本已过时

　　http/1.0版本: 1996年5月,支持cache, MIME, method等。

　　http/1.1版本: 1997年1月,默认建立持久连接，并能很好地配合代理服务器工作。还支持以管道方式在同时发送多个请求，以便降低线路负载，提高传输速度

　　http/2 版本: 2015年5月作为互联网标准正式发布,头部信息和数据体都是二进制，引入头信息压缩机制等。

1.x版本说明

　　http1.0版本:

　　　　任何格式的内容都可以发送，这使得互联网不仅可以传输文字，还能传输图像、视频、二进制等文件。

　　　　除了GET命令，还引入了POST命令和HEAD命令。

　　　　http请求和回应的格式改变，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。

　　　　头信息是 ASCII 码，后面数据可为任何格式。服务器回应时会告诉客户端，数据是什么格式，即Content-Type字段的作用。这些数据类型总称为MIME即多用途互联网邮件扩展，每个值包括一级类型和二级类型，预定义的类型，也可自定义类型, 常见Content-Type值：text/xml image/jpeg audio/mp3

　　　　每个TCP连接只能发送一个请求，发送数据完毕，连接就关闭，如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接

　　http1.1版本:

　　　　http1.1是目前最为主流的http协议版本，从1997年发布至今，仍是主流的http协议版本。

　　　　引入了持久连接（ persistent connection），即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。

　　　　引入了管道机制（ pipelining），即在同一个TCP连接里，客户端可以同时发送多个请求(大多数浏览器允许同时建立6个持久连接引入了管道机制)，进一步改进了HTTP协议的效率。

　　　　新增方法：PUT、 PATCH、 OPTIONS、 DELETE。

　　　　ttp协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。请求的很多字段都是重复的，浪费带宽，影响速度。

　　http1.x版本问题：

　　　　http1.x在传输数据时，所有传输的内容都是明文，客户端和服务器端都无法验证对方的身份，无法保证数据的安全性。

　　　　1.1版本允许复用TCP连接，但是同一个TCP连接里面，所有的数据通信是按次序进行的。服务器只有处理完一个回应，才会进行下一个回应，可能会造成Head-of-line blocking的问题。

　　　　http1.x支持了keep-alive，来弥补多次创建连接产生的延迟，但是keepalive使用多了同样会给服务端带来大量的性能压力，并且对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)， keep-alive可能会极大的影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间。

　　http1.1没有解决的问题

　　　　1、传输数据是明文

　　　　2、header头部数据太长

　　　　3、每次传输还是要重新连接

　　　　4、server不能主动push

http/2协议

　　http/2发布于2015年，目前应用还比较少，该版本主要有如下特点：

　　http/2是一个彻底的二进制协议，头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"（frame）：头信息帧和数据帧。

　　复用TCP连接，在一个连接里，客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应，且不用按顺序一一对应，避免了队头堵塞的问题,此双向的实时通信称为多工（ Multiplexing）。

　　HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，即服务器推送。

　　引入头信息压缩机制（header compression）,头信息使用gzip或compress压缩后再发送；客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，不发送同样字段，只发送索引号，提高速度

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http1.0和http1.1的区别

　　1、长连接

　　HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，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，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点.

　　http中的长连接keep-alive和websocket的长连接不太一样, websock的长连接可以保持几个小时不断线, 而http的长连接也就几秒钟而已, 相对于http1.0来说是长连接, 使用一次tcp的握手挥手, 完成多个request-response，也就是说, 在一个HTTP连接中，可以发送多个Request，接收多个Response。但是请记住 Request = Response ， 在HTTP中永远是这样，也就是说一个request只能有一个response。只是这一次的多个request用的是一个tcp连接.

　　　　http1.0短连接的操作步骤是：

　　　　建立连接——数据传输——关闭连接...建立连接——数据传输——关闭连接

　　　　http1.1开启了长连接的操作步骤是：

　　　　建立连接——数据传输...（保持连接）...数据传输——关闭连接 

　　TCP的保活功能主要为服务器应用提供。如果客户端已经消失而连接未断开，则会使得服务器上保留一个半开放的连接，而服务器又在等待来自客户端的数据，此时服务器将永远等待客户端的数据。保活功能就是试图在服务端器端检测到这种半开放的连接。如果一个给定的连接在10分钟(服务器设定的)内没有任何动作，服务器就向客户发送一个探测报文段，根据客户端主机响应探测4个客户端状态：

　　　　(1)、客户主机依然正常运行，且服务器可达。此时客户的TCP响应正常，服务器将保活定时器复位。

　　　　(2)、客户主机已经崩溃，并且关闭或者正在重新启动。上述情况下客户端都不能响应TCP。服务端将无法收到客户端对探测的响应。服务器总共发送10个这样的探测，每个间隔75秒。若服务器没有收到任何一个响应，它就认为客户端已经关闭并终止连接。

　　　　(3)、客户端崩溃并已经重新启动。服务器将收到一个对其保活探测的响应，这个响应是一个复位，使得服务器终止这个连接。

　　　　(4)、客户机正常运行，但是服务器不可达。这种情况与第二种状态类似。

　　2、缓存处理

　　　　在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准，HTTP1.1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

　　3、带宽优化和网络连接的使用

　　　　HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，例如：客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接

　　4、错误通知的管理

　　　　在HTTP1.1中新增24个状态响应码，如

　　　　409（Conflict）表示请求的资源与资源当前状态冲突；

　　　　410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除

　　5、Host头处理

　　　　在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误（400 Bad Request）