2022-09-15计算机网络00
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HTTP 2.0 相比于 HTTP 1.X,可以说是大幅度提高了 web 的性能。

在 HTTP 1.X 中,为了性能考虑,我们会引入雪碧图、将小图内联、使用多个域名等等的方式。这一切都是因为浏览器限制了同一个域名下的请求数量,当页面中需要请求很多资源的时候,队头阻塞(Head of line blocking)会导致在达到最大请求数量时,剩余的资源需要等待其他资源请求完成后才能发起请求。

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在 HTTP 1.X 中,因为队头阻塞的原因,你会发现请求是这样的

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在 HTTP 2.0 中,因为引入了多路复用,你会发现请求是这样的

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二进制传输

HTTP 2.0 中所有加强性能的核心点在于此。在之前的 HTTP 版本中,我们是通过文本的方式传输数据。在 HTTP 2.0 中引入了新的编码机制,所有传输的数据都会被分割,并采用二进制格式编码。

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多路复用

在 HTTP 2.0 中,有两个非常重要的概念,分别是帧(frame)和流(stream)。

帧代表着最小的数据单位,每个帧会标识出该帧属于哪个流,流也就是多个帧组成的数据流。

多路复用,就是在一个 TCP 连接中可以存在多条流。换句话说,也就是可以发送多个请求,对端可以通过帧中的标识知道属于哪个请求。通过这个技术,可以避免 HTTP 旧版本中的队头阻塞问题,极大的提高传输性能。

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Header 压缩

在 HTTP 1.X 中,我们使用文本的形式传输 header,在 header 携带 cookie 的情况下,可能每次都需要重复传输几百到几千的字节。

在 HTTP 2.0 中,使用了 HPACK 压缩格式对传输的 header 进行编码,减少了 header 的大小。并在两端维护了索引表,用于记录出现过的 header ,后面在传输过程中就可以传输已经记录过的 header 的键名,对端收到数据后就可以通过键名找到对应的值。

服务端 Push

在 HTTP 2.0 中,服务端可以在客户端某个请求后,主动推送其他资源。

可以想象以下情况,某些资源客户端是一定会请求的,这时就可以采取服务端 push 的技术,提前给客户端推送必要的资源,这样就可以相对减少一点延迟时间。当然在浏览器兼容的情况下你也可以使用 prefetch 。

QUIC

这是一个谷歌出品的基于 UDP 实现的同为传输层的协议,目标很远大,希望替代 TCP 协议。

  • 该协议支持多路复用,虽然 HTTP 2.0 也支持多路复用,但是下层仍是 TCP,因为 TCP 的重传机制,只要一个包丢失就得判断丢失包并且重传,导致发生队头阻塞的问题,但是 UDP 没有这个机制
  • 实现了自己的加密协议,通过类似 TCP 的 TFO 机制可以实现 0-RTT,当然 TLS 1.3 已经实现了 0-RTT 了
  • 支持重传和纠错机制(向前恢复),在只丢失一个包的情况下不需要重传,使用纠错机制恢复丢失的包
    • 纠错机制:通过异或的方式,算出发出去的数据的异或值并单独发出一个包,服务端在发现有一个包丢失的情况下,通过其他数据包和异或值包算出丢失包
    • 在丢失两个包或以上的情况就使用重传机制,因为算不出来了

本文作者:毛超颖

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