HTTP的前世今生

HTTP的前世今生

HTTP (Hypertext transfer protocol) 翻译成中文是超文本传输协议,是互联网上重要的一个协议,由欧洲核子研究委员会CERN的英国工程师 Tim Berners-Lee v发明的,同时,他也是WWW的发明人,最初的主要是用于传递通过HTML封装过的数据。在1991年发布了HTTP 0.9版,在1996年发布1.0版,1997年是1.1版,1.1版也是到今天为止传输最广泛的版本(初始RFC 2068 在1997年发布, 然后在1999年被 RFC 2616 取代,再在2014年被 RFC 7230 /7231/7232/7233/7234/7235取代),2015年发布了2.0版,其极大的优化了HTTP/1.1的性能和安全性,而2018年发布的3.0版,继续优化HTTP/2,激进地使用UDP取代TCP协议,目前,HTTP/3 在2019年9月26日 被 Chrome,Firefox,和Cloudflare支持,所以我想写下这篇文章,简单地说一下HTTP的前世今生,让大家学到一些知识,并希望可以在推动一下HTTP标准协议的发展。

HTTP 0.9 / 1.0

0.9和1.0这两个版本,就是最传统的 request – response的模式了,HTTP 0.9版本的协议简单到极点,请求时,不支持请求头,只支持 GET 方法,没了。HTTP 1.0 扩展了0.9版,其中主要增加了几个变化:

  • 在请求中加入了HTTP版本号,如:GET /coolshell/index.html HTTP/1.0
  • HTTP 开始有 header了,不管是request还是response 都有header了。
  • 增加了HTTP Status Code 标识相关的状态码。
  • 还有 Content-Type 可以传输其它的文件了。

我们可以看到,HTTP 1.0 开始让这个协议变得很文明了,一种工程文明。因为:

  • 一个协议有没有版本管理,是一个工程化的象征。
  • header是协议可以说是把元数据和业务数据解耦,也可以说是控制逻辑和业务逻辑的分离。
  • Status Code 的出现可以让请求双方以及第三方的监控或管理程序有了统一的认识。最关键是还是控制错误和业务错误的分离。

(注:国内很多公司HTTP无论对错只返回200,这种把HTTP Status Code 全部抹掉完全是一种工程界的倒退)

但是,HTTP1.0性能上有一个很大的问题,那就是每请求一个资源都要新建一个TCP链接,而且是串行请求,所以,就算网络变快了,打开网页的速度也还是很慢。所以,HTTP 1.0 应该是一个必需要淘汰的协议了。

 HTTP/1.1

HTTP/1.1 主要解决了HTTP 1.0的网络性能的问题,以及增加了一些新的东西:

  • 可以设置 keepalive 来让HTTP重用TCP链接,重用TCP链接可以省了每次请求都要在广域网上进行的TCP的三次握手的巨大开销。这是所谓的“HTTP 长链接” 或是 “请求响应式的HTTP 持久链接”。英文叫 HTTP Persistent connection.
  • 然后支持pipeline网络传输,只要第一个请求发出去了,不必等其回来,就可以发第二个请求出去,可以减少整体的响应时间。(注:非幂等的POST 方法或是有依赖的请求是不能被pipeline化的)
  • 支持 Chunked Responses ,也就是说,在Response的时候,不必说明 Content-Length 这样,客户端就不能断连接,直到收到服务端的EOF标识。这种技术又叫 “服务端Push模型”,或是 “服务端Push式的HTTP 持久链接
  • 还增加了 cache control 机制。
  • 协议头注增加了 Language, Encoding, Type 等等头,让客户端可以跟服务器端进行更多的协商。
  • 还正式加入了一个很重要的头—— HOST这样的话,服务器就知道你要请求哪个网站了。因为可以有多个域名解析到同一个IP上,要区分用户是请求的哪个域名,就需要在HTTP的协议中加入域名的信息,而不是被DNS转换过的IP信息。
  • 正式加入了 OPTIONS 方法,其主要用于 CORS – Cross Origin Resource Sharing 应用。

HTTP/1.1应该分成两个时代,一个是2014年前,一个是2014年后,因为2014年HTTP/1.1有了一组RFC(7230 /7231/7232/7233/7234/7235),这组RFC又叫“HTTP/2 预览版”。其中影响HTTP发展的是两个大的需求:

  • 一个需要是加大了HTTP的安全性,这样就可以让HTTP应用得广泛,比如,使用TLS协议。
  • 另一个是让HTTP可以支持更多的应用,在HTTP/1.1 下,HTTP已经支持四种网络协议:
    • 传统的短链接。
    • 可重用TCP的的长链接模型。
    • 服务端push的模型。
    • WebSocket模型。

自从2005年以来,整个世界的应用API越来多,这些都造就了整个世界在推动HTTP的前进,我们可以看到,自2014的HTTP/1.1 以来,这个世界基本的应用协议的标准基本上都是向HTTP看齐了,也许2014年前,还有一些专用的RPC协议,但是2014年以后,HTTP协议的增强,让我们实在找不出什么理由不向标准靠拢,还要重新发明轮子了。

HTTP/2

虽然 HTTP/1.1 已经开始变成应用层通讯协议的一等公民了,但是还是有性能问题,虽然HTTP/1.1 可以重用TCP链接,但是请求还是一个一个串行发的,需要保证其顺序。然而,大量的网页请求中都是些资源�