前言
最近看了一下HTTP2.0,借着学这个的机会,把两年前学的TCP/IP拾起来。
TCP/IP拾遗
TCP/IP协议是一个协议集合,HTTP协议其实是TCP/IP协议家族中的一员。
IP协议
IP协议属于网络层。
IP协议的作用在于把各种数据包准确无误的传递给对方,其中两个重要的条件是IP地址,和MAC地址(Media Access Control Address)。
通常的IP地址是路由器给我们生成的IP地址,路由器里面会记录我们的MAC地址。而MAC地址是全球唯一的,除去人为因素外不可能重复。MAC地址是网卡决定的,是固定的。
TCP协议
按层次分,TCP属于传输层,提供可靠的字节流服务。
如果说IP协议是找到对方的详细地址。那么TCP协议就是把安全的把东西带给对方。各有分工,互不冲突。
所谓的字节流服务(Byte Stream Service)是指,为了方便传输,将大块数据分割成以报文段(segment)为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指,能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之,TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割,而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。
TCP/IP协议族中有一个重要的概念是分层,TCP/IP协议按照层次分为以下四层:
网络层
网络层用来处理在网络上流动的数据包。
数据包是网络传输的最小数据单位。
该层规定了通过怎样的路径(传输路线)到达对方计算机,并把数据包传输给对方。
传输层
传输层提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输,在传输层有两个不同的协议,TCP 和 UDP 协议。
TCP(传输控制协议)
UDP(用户数据报协议)
传输控制协议TCP是一个面向链接的、可靠的通信协议。
- 在开始传输前,需要进行三次握手建立链接
- 可靠性:在传输过程中,通信双方的协议模块继续进行通信
- 通信结束后,通信双方都会使用改进的三次握手来关闭链接
UDP为应用程序提供的是一种不可靠的、无连接的分组交付,因此,UDP报文可能会出现丢失、乱序、重复、延时等问题。
应用层
应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动(规定传输的数据格式)。
FTP(文件传输协议)
DNS(域名系统)
HTTP协议(超文本传输协议)
HTTP2.0
二进制协议
HTTP/1.1 版的头信息肯定是文本(ASCII编码),数据体可以是文本,也可以是二进制。HTTP/2 则是一个彻底的二进制协议,头信息和数据体都是二进制,并且统称为”帧”(frame):头信息帧和数据帧。
多工
HTTP/2 复用TCP连接,在一个连接里,客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应,而且不用按照顺序一一对应,这样就避免了”队头堵塞”。
数据流
因为 HTTP/2 的数据包是不按顺序发送的,同一个连接里面连续的数据包,可能属于不同的回应。因此,必须要对数据包做标记,指出它属于哪个回应。
HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包,称为一个数据流(stream)。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候,都必须标记数据流ID,用来区分它属于哪个数据流。另外还规定,客户端发出的数据流,ID一律为奇数,服务器发出的,ID为偶数。
头信息压缩
HTTP 协议不带有状态,每次请求都必须附上所有信息。所以,请求的很多字段都是重复的,比如Cookie和User Agent,一模一样的内容,每次请求都必须附带,这会浪费很多带宽,也影响速度。
HTTP/2 对这一点做了优化,引入了头信息压缩机制(header compression)。一方面,头信息使用gzip或compress压缩后再发送;另一方面,客户端和服务器同时维护一张头信息表,所有字段都会存入这个表,生成一个索引号,以后就不发送同样字段了,只发送索引号,这样就提高速度了。
服务器推送
HTTP/2 允许服务器未经请求,主动向客户端发送资源,这叫做服务器推送(server push)。
常见场景是客户端请求一个网页,这个网页里面包含很多静态资源。正常情况下,客户端必须收到网页后,解析HTML源码,发现有静态资源,再发出静态资源请求。其实,服务器可以预期到客户端请求网页后,很可能会再请求静态资源,所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。