详解 HTTP 1.0 / 1.1 / 2.0 / 3.0的区别
1.0和1.1有什么区别?
响应状态码的区别
HTTP/1.0 仅定义了 16 种状态码。HTTP/1.1 中新加入了大量的状态码,光是错误响应状态码就新增了 24 种。比如说,100 (Continue)
——在请求大资源前的预热请求,206 (Partial Content)
——范围请求的标识码,409 (Conflict)
——请求与当前资源的规定冲突,410 (Gone)
——资源已被永久转移,而且没有任何已知的转发地址。
连接方式的区别
HTTP/1.0 默认使用短连接 ,也就是说,客户端和服务器每进行一次 HTTP 操作,就建立一次连接,任务结束就中断连接。当客户端浏览器访问的某个 HTML 或其他类型的 Web 页中包含有其他的 Web 资源(如 JavaScript 文件、图像文件、CSS 文件等),每遇到这样一个 Web 资源,浏览器就会重新建立一个 TCP 连接,这样就会导致有大量的“握手报文”和“挥手报文”占用了带宽。
HTTP/1.1 优化为默认长连接模式 。 采用长连接模式的请求报文会通知服务端:“我向你请求连接,并且连接成功建立后,请不要关闭”。因此,该 TCP 连接将持续打开,为后续的客户端-服务端的数据交互服务。也就是说在使用长连接的情况下,当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接不会关闭,客户端再次访问这个服务器时,会继续使用这一条已经建立的连接。
如果 TCP 连接一直保持的话也是对资源的浪费,因此,一些服务器软件(如 Apache)还会支持超时时间的时间。在超时时间之内没有新的请求达到,TCP 连接才会被关闭。
另外,HTTP/1.0 仍提供了长连接选项,即在请求头中加入Connection: Keep-alive
。同样的,在 HTTP/1.1 中,如果不希望使用长连接选项,也可以在请求头中加入Connection: close
,这样会通知服务器端:“我不需要长连接,连接成功后即可关闭”。
还有两点需要注意:
① 因为HTTP 1.0/1.1都是基于TCP的,所以HTTP 协议的长连接和短连接,实质上是 TCP 协议的长连接和短连接。
②还有就是,实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。
解决多个主机/网站共享一个资源时无法区分的问题
要访问的一个资源的URL是 http://xiaozhang.com/homepage.html
假设现在xiaozhang.com 和 xiaoli.com 两个网站对应的服务器都有 homepage.html这个资源
如果是HTTP1.0的请求,将会是 GET/homepage.html HTTP/1.0 这样的话没有办法区分究竟是访问哪个网站的这个资源
如果是HTTP1.1的请求 将会额外添加一个Host:xiaozhang.com字段 这样就能正确区分了
带宽优化及网络连接的使用
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),这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。
1.1 和 2.0 有什么区别?
多路复用
2.0在同一连接上可以同时传输多个请求和响应,互不干扰。1.1则采用串行的方式,每个请求和响应都要独立连接。这使得2.0在处理多个请求的时更加高效,减少了网络延迟并提高了性能
数据传输方式
1.1采用文本格式的报文。 2.0则采用二进制帧进行数据传输。显然 ,二进制帧更加紧凑和高效,减少了传输的数据量和带宽的消耗
头部压缩
1.1只支持body压缩,2.0新增了支持对Header进行压缩。减少了网络开销
服务器推送
2.0支持服务器推送,可以在客户端请求一个资源的时候,将其它相关的资源一并推送给客户端,从而减少了客户端的请求次数。
2.0和3.0有什么区别?
传输协议
HTTP/2.0 是基于 TCP 协议实现的,HTTP/3.0 新增了 QUIC(Quick UDP Internet Connections) 协议来实现可靠的传输,提供与 TLS/SSL 相当的安全性,具有较低的连接和传输延迟。你可以将 QUIC 看作是 UDP 的升级版本,在其基础上新增了很多功能比如加密、重传等等。HTTP/3.0 之前名为 HTTP-over-QUIC,从这个名字中我们也可以发现,HTTP/3 最大的改造就是使用了 QUIC。
连接建立
HTTP/2.0 需要经过经典的 TCP 三次握手过程(由于安全的 HTTPS 连接建立还需要 TLS 握手,共需要大约 3 个 RTT)。由于 QUIC 协议的特性(TLS 1.3,TLS 1.3 除了支持 1 个 RTT 的握手,还支持 0 个 RTT 的握手)连接建立仅需 0-RTT 或者 1-RTT。这意味着 QUIC 在最佳情况下不需要任何的额外往返时间就可以建立新连接。
头部压缩
HTTP/2.0 使用 HPACK 算法进行头部压缩,而 HTTP/3.0 使用更高效的 QPACK 头压缩算法。
队头阻塞:HTTP/2.0 多请求复用一个 TCP 连接,一旦发生丢包,就会阻塞住所有的 HTTP 请求。由于 QUIC 协议的特性,HTTP/3.0 在一定程度上解决了队头阻塞(Head-of-Line blocking, 简写:HOL blocking)问题,一个连接建立多个不同的数据流,这些数据流之间独立互不影响,某个数据流发生丢包了,其数据流不受影响(本质上是多路复用+轮询)。
连接迁移
HTTP/3.0 支持连接迁移,因为 QUIC 使用 64 位 ID 标识连接,只要 ID 不变就不会中断,网络环境改变时(如从 Wi-Fi 切换到移动数据)也能保持连接。而 TCP 连接是由(源 IP,源端口,目的 IP,目的端口)组成,这个四元组中一旦有一项值发生改变,这个连接也就不能用了。
错误恢复:HTTP/3.0 具有更好的错误恢复机制,当出现丢包、延迟等网络问题时,可以更快地进行恢复和重传。而 HTTP/2.0 则需要依赖于 TCP 的错误恢复机制。
安全性
在 HTTP/2.0 中,TLS 用于加密和认证整个 HTTP 会话,包括所有的 HTTP 头部和数据负载。TLS的工作是在 TCP 层之上,它加密的是在 TCP 连接中传输的应用层的数据,并不会对 TCP 头部以及 TLS 记录层头部进行加密,所以在传输的过程中 TCP 头部可能会被攻击者篡改来干扰通信。而 HTTP/3.0 的 QUIC 对整个数据包(包括报文头和报文体)进行了加密与认证处理,保障安全性。
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