Http_protocols

24 Apr 2025 - joy717

http各个版本之间的区别

• HTTP1.0 单个请求，结束就关闭链接
• HTTP1.1 单个请求结束后，链接不关闭，后续请求可以复用这个链接. 但带来队头阻塞问题.

管道，可以实现请求端“同时”（这边指的是，响应没回来之前）发起，但响应端，必须依照请求的先后顺序，将响应内容完整传输回来，才能继续下一个请求的响应。

• HTTP2 在http层，加了数据帧，数据帧内包含了这块数据属于哪个stream，这样响应的时候，就可以将完整数据拆分开，不同的响应数据，可以交叉放到链接通道内，传输回client端。

但这个只是在http层解决了队头阻塞的问题，在tcp层，并不知道这个数据帧，因此当某个tcp包丢失了，依然会导致整个通道内的数据包被阻塞。（因为tcp要求数据包是有顺序的，必须按顺序接收）

• HTTP3 （quic）利用udp协议，在udp协议里面加了数据帧的概念，这就在传输层，解决队头阻塞的问题，同时，由于udp没有强制要求数据包必须按顺序接收，因此也就不阻塞了。

实际上，为了保证数据的可靠性，quic自己实现了tcp协议相关的内容，也就是保证数据是要按顺序接收，可以说是tcp2.0. 但也正是tcp2.0，所以在单个请求（资源）内，依然要求包是顺序的（tcp的要求），因此在单个请求里，依然有队头阻塞的情况。只不过不再影响其他的资源了。

有意思的是：

HTTP1.1 版本开始，为了解决队头阻塞，浏览器允许对于单个域名，同时发起6个左右的tcp链接. 极大降低了队头阻塞的问题。

后续的各种版本虽然奔着解决队头阻塞问题，但实际上对于队头阻塞并不能有效缓解，有时候不如加大链接数量。

这是因为丢包的时候，往往是丢了一段（TCP/UDP层），这一段里面极大可能包含着多个请求里面的一些数据块（比如123123123->123xxx123 其中的xxx为丢失部分）. 也就变成是，大部分的资源请求因为前面有块数据丢失，导致对于单个请求来说，依然是队头阻塞的.

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HTTP（HyperText Transfer Protocol）是互联网上应用最广泛的协议之一，自1991年诞生以来经历了多个版本的迭代。以下是HTTP 1.0、HTTP 1.1、HTTP/2和HTTP/3的主要区别及核心改进：

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1. HTTP 1.0（1996年）

• 基本特性：
  • 短连接：每个请求/响应需要建立一个新的TCP连接，完成后立即关闭，高延迟。
  • 无状态：每次请求独立，服务器不保留上下文信息。
  • 基础功能：支持GET、POST、HEAD方法，无压缩、缓存机制简单。
• 问题：
  • 频繁的TCP连接和关闭导致性能低下（三次握手开销大）。

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2. HTTP 1.1（1999年）

• 核心改进：
  • 持久连接（Keep-Alive）：默认复用TCP连接，减少重复握手开销。
  • 管道化（Pipelining）：允许在同一个连接上发送多个请求（但响应必须按顺序返回，易阻塞）。
  • 分块传输（Chunked Transfer）：支持流式传输，无需预先知道内容长度。
  • 缓存控制：引入Cache-Control、ETag等头部，优化缓存策略。
  • Host头：支持虚拟主机（一个IP托管多个域名）。
• 遗留问题：
  • 队头阻塞（Head-of-Line Blocking）：管道化中若前一个请求延迟，后续请求会被阻塞。
  • 头部冗余：每次请求携带大量重复头部（如Cookie）。

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3. HTTP/2（2015年）

• 核心改进：
  • 二进制协议：取代文本格式，解析更高效。
  • 多路复用（Multiplexing）：在单一连接上并行传输多个请求/响应，彻底解决队头阻塞。
  • 头部压缩（HPACK）：减少冗余头部数据。
  • 服务器推送（Server Push）：服务器可主动推送资源（如CSS/JS）到客户端缓存。
  • 流优先级：允许设置请求优先级，优化关键资源加载。
• 问题：
  • 仍依赖TCP协议，可能因TCP层丢包或拥塞导致性能下降。

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4. HTTP/3（2022年正式标准化）

• 革命性变化：
  • 基于QUIC协议：取代TCP，运行在UDP之上，解决TCP的队头阻塞问题。
  • 零RTT连接：对重复连接可跳过握手，显著降低延迟。
  • 多路复用增强：即使单个数据包丢失，其他流仍可继续传输。
  • 内置加密：QUIC默认使用TLS 1.3，安全性更高。
  • 连接迁移：网络切换（如WiFi转4G）时连接不中断。
• 优势：
  • 在高丢包、高延迟网络（如移动环境）下性能显著优于HTTP/2。

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版本对比总结

| 特性 | HTTP 1.0 | HTTP 1.1 | HTTP/2 | HTTP/3 | |---------------------|---------------|-----------------------|------------------------|------------------------| | 连接方式 | 短连接 | 持久连接 | 多路复用 | QUIC多路复用 | | 协议层 | TCP | TCP | TCP | UDP（QUIC） | | 队头阻塞 | 严重 | 管道化部分解决(请求端解决，响应端未解决) | 应用层解决，TCP层仍有 | 彻底解决 | | 头部压缩 | 无 | 无 | HPACK | QPACK | | 服务器推送 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 | | 加密 | 可选 | 可选 | 主流强制HTTPS | 默认加密（TLS 1.3） | | 典型延迟 | 高 | 中等 | 低 | 极低（尤其移动网络） |

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应用场景建议

• 老旧系统：仍可能使用HTTP 1.1。
• 现代Web：HTTP/2适合大多数场景（需HTTPS）。
• 高要求环境：HTTP/3（如视频流、实时通信）优先，但需客户端和服务端支持（如Cloudflare、Google已部署）。

HTTP/3代表了未来方向，但全面普及仍需时间（需操作系统、浏览器、服务器生态支持）。

这篇解释更详细，强烈建议多次通读

https://github.com/rmarx/holblocking-blogpost/blob/master/README_CN.md

概念

• 多路复用 在一个通道内，可以交叉传输不同的数据。比如文件1、文件2同时传输的时候，多路复用为：在一个通道内，12121212 或者 112211221122 这种方式 来传输数据