超文本傳輸協(xié)議（HTTP）是萬維網(wǎng)上數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。多年來，它不斷發(fā)展以滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日益增長(zhǎng)的需求。在這篇文章中，我們將探討HTTP/1.1、HTTP/2和HTTP/3之間的區(qū)別，討論每個(gè)版本如何在其前身的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)以提高網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)。
什么是HTTP？
HTTP（超文本傳輸協(xié)議）是在世界范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方式（不要與互聯(lián)網(wǎng)混淆，兩者是有區(qū)別的）。有3個(gè)主要版本，我們將在這里逐一介紹。
簡(jiǎn)單地說，該協(xié)議定義了瀏覽器如何與服務(wù)器對(duì)話以來回傳遞數(shù)據(jù)。在所有版本的協(xié)議中，瀏覽器會(huì)提出一些要求（”請(qǐng)求”），而服務(wù)器會(huì)發(fā)回?cái)?shù)據(jù)（”響應(yīng)”）。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，但隨著時(shí)間的推移，事情變得越來越復(fù)雜，作為網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員，我們必須了解該協(xié)議的后期版本有何不同。
第1節(jié)：HTTP/1.1–基礎(chǔ)
HTTP/1.1于1997年推出，是對(duì)最初的HTTP/1.0的修訂，很快成為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。今天開發(fā)者熟悉的許多功能都是在HTTP/1.1中引入的。HTTP/1.1的一些關(guān)鍵改進(jìn)和功能包括：
- 持久連接：與HTTP/1.0不同的是，HTTP/1.1在每個(gè)請(qǐng)求-響應(yīng)周期后都會(huì)關(guān)閉連接，而HTTP/1.1引入了持久連接，允許在一個(gè)連接上發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)，減少延遲并提高性能。
- Pipelining：HTTP/1.1還引入了流水線的概念，它允許在一個(gè)連接上發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求，而不需要等待對(duì)前一個(gè)請(qǐng)求的響應(yīng)。這提高了效率，但仍然受到 “線頭阻塞 “問題的困擾，即如果第一個(gè)請(qǐng)求需要太長(zhǎng)時(shí)間才能完成，那么后續(xù)請(qǐng)求的處理就會(huì)被推遲。
- 分塊傳輸編碼：這個(gè)功能允許服務(wù)器以較小的塊來發(fā)送響應(yīng)，而不是等待整個(gè)響應(yīng)生成后再發(fā)送給客戶端。這提高了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的感知性能。
- 緩存控制機(jī)制：HTTP/1.1引入了各種緩存控制頭，以管理客戶端如何緩存和重新驗(yàn)證資源，通過減少冗余數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰獊硖岣呔W(wǎng)絡(luò)性能。
熟悉HTTP協(xié)議的人一般會(huì)對(duì)HTTP 1.1最為熟悉。在文件、資產(chǎn)和數(shù)據(jù)的傳輸方面，它的行為是大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者所期望的那樣。
HTTP 1.1是一個(gè)簡(jiǎn)單的請(qǐng)求和響應(yīng)模型。瀏覽器要求提供一個(gè)文件，而服務(wù)器則對(duì)此作出回應(yīng)。當(dāng)你考慮到一個(gè)普通的網(wǎng)頁可能有幾十種資產(chǎn)（圖片、樣式表、腳本等）時(shí)，這就導(dǎo)致了在一個(gè)鏈條上有很多的請(qǐng)求和響應(yīng)。
HTTP/1.1是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的概念。讓我們看看一個(gè)請(qǐng)求是如何工作的：
- 你導(dǎo)航到一個(gè)網(wǎng)站，在這個(gè)例子中，我們說accreditly.io。你的瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送了一個(gè)GET請(qǐng)求：
GET accreditly.io - 服務(wù)器收到請(qǐng)求和響應(yīng)的文件：
200 OK <html> <head> <title>Accreditly - Web Development Certifications</title> [...] - 在該文件中，可能有各種資產(chǎn)。像圖片、樣式表（CSS文件）和JavaScript資產(chǎn)（.js文件）。你的瀏覽器讀取文檔，并對(duì)隊(duì)列中的每個(gè)資產(chǎn)重復(fù)步驟1和2。
這是一個(gè)簡(jiǎn)單的流程，很容易理解，但這里有幾個(gè)問題：
- a. 線頭阻塞： 每個(gè)HTTP/1.x連接一次只能處理一個(gè)請(qǐng)求。這種限制常常導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的低效使用，因?yàn)殡S后的請(qǐng)求必須等待前一個(gè)請(qǐng)求的完成。
- b. 缺少優(yōu)先級(jí)： HTTP/1.x沒有提供一種對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)先排序的方法，這可能導(dǎo)致不太重要的資源阻塞更重要的資源。
- c. 還有其他一些問題，比如發(fā)送的純文本標(biāo)題很大，尤其是在使用cookies時(shí)。
所有這些問題都有很大的性能影響，特別是在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)上。
第2節(jié)：HTTP/2–解決性能問題
2015年發(fā)布的HTTP/2，旨在解決HTTP/1.1的一些性能限制，同時(shí)保持與現(xiàn)有應(yīng)用程序的兼容性。HTTP/2的主要改進(jìn)和特點(diǎn)包括：
- 二進(jìn)制框架層：與基于文本的HTTP/1.1不同，HTTP/2使用二進(jìn)制框架層，允許更有效的解析，減少延遲，并降低數(shù)據(jù)傳輸方面的開銷。
- 復(fù)用：在HTTP/2中，由于新的二進(jìn)制構(gòu)架層，多個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)可以在一個(gè)連接上同時(shí)發(fā)送。這消除了HTTP/1.1中存在的線頭阻塞問題，使網(wǎng)絡(luò)資源得到了更有效的利用。
- 標(biāo)頭壓縮：HTTP/2使用HPACK，一種專門為HTTP頭設(shè)計(jì)的壓縮算法，以減少需要通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)量。這減少了延遲，提高了網(wǎng)絡(luò)性能，特別是對(duì)于連接速度較慢的用戶。
- 服務(wù)器推送：該功能允許服務(wù)器在客戶明確要求之前將資源發(fā)送給客戶，可能會(huì)減少加載網(wǎng)頁所需的往返次數(shù)。
- 流優(yōu)先級(jí)：HTTP/2允許客戶為不同的請(qǐng)求分配優(yōu)先級(jí)，使服務(wù)器能夠更有效地分配資源，更快地提供高優(yōu)先級(jí)的內(nèi)容。
圖片來源：HTTP Archive
與過去相比，現(xiàn)在網(wǎng)頁的平均大小是巨大的。此外，網(wǎng)頁現(xiàn)在加載資產(chǎn)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我們連接速度的提高。根據(jù)HTTP檔案，網(wǎng)頁上的圖像的平均尺寸增長(zhǎng)了8000%，圖像的數(shù)量也是如此，這還沒有涉及到JavaScript和其他資產(chǎn)。這是一個(gè)大問題。
那么，HTTP/2有什么幫助？
HTTP/2中引入了許多功能，人們關(guān)注的主要好處是多路復(fù)用。
網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者享有的HTTP/2的主要好處之一是能夠復(fù)用資產(chǎn)。雖然協(xié)議本身的作用比這個(gè)簡(jiǎn)單的例子要多得多，但想象一下上面的單個(gè)網(wǎng)頁的例子，在HTTP 1.1中，資產(chǎn)是一次一個(gè)地被加載。有了HTTP/2，瀏覽器和服務(wù)器的溝通就更有效率了，在一個(gè)請(qǐng)求中請(qǐng)求文檔、資產(chǎn)、圖像、樣式表、腳本等，然后在服務(wù)器的一個(gè)響應(yīng)中接收它們。
圖片來源：Accreditly。
瀏覽器和服務(wù)器都需要支持HTTP/2才能進(jìn)行，盡管現(xiàn)在很少有不支持的情況。
HTTP/2依靠相同的底層協(xié)議來運(yùn)行： TCP。這既是積極的一面，也是消極的一面。因?yàn)镠TTP/1.x已經(jīng)使用了TCP，這意味著采用它要容易得多；瀏覽器不需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的底層協(xié)議，而服務(wù)器可以繼續(xù)像現(xiàn)在這樣運(yùn)行，只需進(jìn)行一些調(diào)整就可以實(shí)現(xiàn)HTTP/2的功能。缺點(diǎn)是，TCP存在一些問題，特別是在高延遲和有損的網(wǎng)絡(luò)中。
第3節(jié)：HTTP/3–進(jìn)入QUIC
HTTP/3是該協(xié)議的最新版本，目前正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和采用。它引入了重大變化，以解決HTTP/2的限制，并進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)性能。HTTP/3中最顯著的變化是用新的QUIC協(xié)議取代了傳輸控制協(xié)議（TCP）。QUIC是快速UDP互聯(lián)網(wǎng)連接的縮寫，是一個(gè)傳輸層協(xié)議，旨在提供比TCP更低的延遲和更好的性能。
HTTP/3的主要改進(jìn)和特點(diǎn)包括：
- QUIC協(xié)議：QUIC是一個(gè)比TCP更有效的傳輸層協(xié)議，提供更快的連接建立，內(nèi)置加密和更好的擁堵控制。它還消除了傳輸層的線頭阻塞，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)性能。
- 基于UDP的傳輸：與使用TCP的HTTP/1.1和HTTP/2不同，HTTP/3使用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）。UDP是一個(gè)無連接協(xié)議，允許更快的數(shù)據(jù)傳輸和更低的延遲。然而，它不能保證可靠的交付，所以QUIC納入了自己的可靠性機(jī)制。
- 連接遷移：QUIC支持連接遷移，允許客戶在網(wǎng)絡(luò)接口之間切換（例如從Wi-Fi到移動(dòng)數(shù)據(jù)）而不中斷正在進(jìn)行的連接。這對(duì)于可能經(jīng)常在不同網(wǎng)絡(luò)之間切換的移動(dòng)設(shè)備特別有用。
- 改進(jìn)安全性：QUIC包括基于傳輸層安全（TLS）1.3的內(nèi)置加密，確保客戶端和服務(wù)器之間的安全通信。該協(xié)議還提供額外的安全功能，如防止連接偽造和篡改。
圖片來源：Cloudflare關(guān)于HTTP/3的文章。
HTTP/3和QUIC聽起來不錯(cuò)，對(duì)嗎？
嗯，是的，在理論上。問題是，對(duì)于瀏覽器和供應(yīng)商來說，實(shí)現(xiàn)這些功能是一個(gè)很大的任務(wù)，更不用說與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性問題。
許多大型網(wǎng)絡(luò)根本不支持UDP，因此，在UDP之上的新協(xié)議上輸送流量，可能是一個(gè)遙遠(yuǎn)的過程。
也就是說，像Cloudflare這樣的大公司正在為他們的客戶提供HTTP/3的支持，而且Chrome、Edge和Firefox等瀏覽器也有支持。你可能會(huì)注意到Safari不在這個(gè)名單中；蘋果公司在提供對(duì)新功能和協(xié)議的支持方面通常比較晚，而且經(jīng)常實(shí)施他們自己的版本的東西。根據(jù)CanIUse的說法，Safari對(duì)HTTP/3有部分支持，而且只對(duì)一些用戶可用。但請(qǐng)記住，HTTP/3還沒有正式發(fā)布，所以事情可能會(huì)發(fā)生變化。
第4節(jié)：比較和采用
雖然HTTP/1.1已經(jīng)為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)了很多年，但HTTP/2和HTTP/3提供的性能改進(jìn)是非常大的。HTTP/2和HTTP/3都解決了HTTP/1.1的局限性，并提供了對(duì)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用至關(guān)重要的功能，如多路復(fù)用、頭壓縮和改進(jìn)的安全性。
HTTP/2已經(jīng)被廣泛采用，大多數(shù)現(xiàn)代瀏覽器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器都支持它。另一方面，HTTP/3仍處于采用的早期階段，但隨著協(xié)議的成熟和證明其價(jià)值，支持也在增加。
值得注意的是，HTTP/2和HTTP/3的設(shè)計(jì)是向后兼容HTTP/1.1的，因此網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者可以逐步采用這些較新的協(xié)議而不破壞現(xiàn)有的應(yīng)用程序。實(shí)施HTTP/2和HTTP/3通常涉及更新網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和瀏覽器，而應(yīng)用程序代碼基本保持不變。
說到這里，從HTTP 1.1到HTTP/2的轉(zhuǎn)變相對(duì)來說是不痛不癢的，因?yàn)閮烧叨际亲谙嗤幕A(chǔ)技術(shù)和協(xié)議上： TCP。從HTTP/2到HTTP/3需要采用QUIC和UDP，以及對(duì)TLS 1.3的獨(dú)家支持，這是一種用于加密流量的技術(shù)，目前還沒有被完全采用。
小結(jié)
HTTP從1.1版本到HTTP/2和HTTP/3的演變表明了為提高網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)所做的持續(xù)努力。每個(gè)版本都引入了新的功能和改進(jìn)，以解決其前身的局限性，從而使網(wǎng)絡(luò)更快，更有效，更安全。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-821441.html
作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者，必須了解這些進(jìn)展，并準(zhǔn)備在新技術(shù)得到更廣泛的支持時(shí)采用它們。通過了解HTTP/1.1、HTTP/2和HTTP/3之間的差異，你將更好地優(yōu)化你的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，并為你的用戶提供盡可能好的體驗(yàn)。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-821441.html
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