grpc调研：HTTP2简介

05 Feb 2020 - Sindweller-ch

HTTP2 简介

基于Google引入的支持多路复用的SPDY（speedy)协议，IETF的HTTP工作组于2015年提出了HTTP2。

  1. 引入了服务器推送概念，其中服务器预计客户端将需要的资源，并在客户端发出请求之前将其推送，内置的安全机制必须授权服务器预先推送资源。 客户端保留拒绝服务器推送的权限；客户端将推送的资源保存在缓存中，可以跨不同页面重用这些缓存的资源，还可以限制同时多路复用的推送流的数量。 服务器推送 HTTP2授权
  2. 引入了多路复用概念，通过单个TCP连接完成交错请求和响应，且没有队首阻塞。功能的实现基于“二进制分帧”的特性。
  3. 是一种二进制协议，二进制成帧层将消息划分为多个帧，这些帧根据其类型（数据或报头）进行分离。 此功能在安全性，压缩和多路复用方面大大提高了效率。
    二进制协议
  4. 安全性能方面，HTTP2使用HPACK标头压缩算法，该算法可抵御像CRIME这样的攻击，并使用静态霍夫曼编码。

    HTTP2与HTTP1的区别

  5. 线端阻塞：HTTP1限制为每个TCP连接仅处理一个未完成的请求，如果有多个请求，则浏览器需要并行使用多个TCP连接，将导致拥塞，同时垄断网络资源，降低其他用户的网络性能。HTTP2采用多路复用，所有的通信都在一个TCP连接上完成，实现了真正的并行传输。
  6. 流优先级：http1底层TCP连接的无效使用导致资源优先级低下，随着Web应用程序在复杂性、功能和范围方面的增长而导致性能指数级下降。http2每个数据流都可以设置优先级和依赖，优先级高的数据流会被服务器优先处理和返回客户端。无需应用不必要的优化。 流优先级
  7. 安全：HTTP1.1中使用了摘要身份验证。http2中改进了新TLS功能的实现，使得新应用协议具有更好的安全性能设计。
  8. 报头压缩：在HTTP1.x中，头部元数据都是以纯文本的形式发送的，通常会给每个请求增加500~800字节的负荷。HTTP2默认使用UPACK压缩，既避免了重复报头的传输，又减小了需要传输的大小。高效的压缩算法可以很大的压缩报头，减少发送包的数量从而降低延迟。 HTTP2 HPACK 压缩
  9. 协议格式： HTTP1采用文本格式。HTTP2则是二进制协议。使用HTTP2实现的浏览器会将相同的文本命令转换为二进制命令，然后再通过网络进行传输。 二进制协议 HTTP/1.x vs. HTTP/2 – The Difference Between the Two Protocols Explained提供了一份更为详细的表格来对比HTTP1和HTTP2。

    总结

    HTTP2是二进制协议，支持多路复用，报头压缩，资源优先级和更智能的数据包流管理。可以减少延迟，并加快网页上的内容下载。

    备注

    • 多路复用
  10. 所有的HTTP2通信都在一个TCP连接上完成，这个连接可以承载任意数量的双向数据流。
  11. 每个数据流以消息的形式发送，消息由多帧组成，帧可以乱序发送，接受方根据帧头部的流标识符（stream id）重新组装，归属到各自的请求中。
  12. 多路复用可能导致关键请求阻塞。但在HTTP2中，每个数据流都可以设置优先级和依赖，优先级高的数据流会被服务器优先处理和返回客户端，数据流还可以依赖其他的子数据流。
    • TLS(Transport Layer Security,安全传输层协议) 位于会话层，主要目标是使SSL更安全，并使协议的规范更精确和完善。TLS 在SSL v3.0 的基础上，主要有以下增强内容：
  13. TLS 使用“消息认证代码的密钥散列法”（HMAC）更安全的MAC算法。
  14. TLS提供更多的特定和附加警报，还对何时应该发送某些警报进行记录。
  15. 增强的伪随机功能，TLS对于安全性的改进。