关于 HTTP，HTTPS，HTTP2的认识

[sakila1012]

写在前面

在之前的工作中和面试的过程中，都会或多或少地涉及到这三方面的知识，但在遇到这些问题的时候，脑子确实一片空白，没有对这三个方面的内容有一个清晰的认识，仅仅停留在知道这三个字母而已。

需要对这三个方面的内容背景，功能，优势，不足深入的探究。

HTTP的基本优化

影响一个 HTTP 网络请求的因素主要有两个：带宽和延迟

• 带宽：如果说我们还停留在拨号上网的阶段，带宽可能会成为一个比较严重影响请求的问题，但是现在网络基础设施建设已经使得带宽得到极大的提升，我们不用担心由带宽而影响网速，那么只剩下延迟了。

• 延迟：

1. 浏览器阻塞：浏览器会因为一些原因阻塞请求。浏览器对于同一个域名，同时只能有 4 个连接（这个根据浏览器内核不同可能会有所差异），超过浏览器最大连接限制，后续请求就会被阻塞。

2. DNS 查询：浏览器需要知道目标服务器的 IP 才能建立连接。将域名解析为 IP 的这个系统时 DNS。这个通常可以利用 DNS 缓存结果来达到减少这个时间的目的。

3. 建立连接：HTTP是基于 TCP 协议的，浏览器最快也要在第三次握手时才能捎带 HTTP 请求报文，达到真正的建立连接，但是这些连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显，慢启动则对文件类大请求影响较大。

HTTP1.0 和 HTTP1.1 现存的一些问题

1. HTTP1.x 在传输数据时，每次都需要重新建立连接，无疑增加了大量的延迟时间，特别是在移动端更为突出。
2. HTTP1.x 在传输数据时，所有传输的内容都是明文的，客户端和服务器端都无法验证对方的身份，这在一定程度上无法保证数据的安全性。
3. HTTP1.x 在使用时，header 里携带的内容过大，在一定程度上增加了传输的成本，并且每次请求header 基本不怎么变化，尤其在移动端增加用户流量
4. 虽然 HTTP1.x 支持 keep-alive，来弥补多次创建连接产生的延迟，但是 keep-alive 使用多了同样会给服务器端带来大量的性能压力，并且对与单个文件不断请求的服务（例如图片存放网站），keep-alive 可能会极大地影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的链接很长时间。

HTTPS

为了解决以上问题，网景公司在 1994 年创建了 HTTPS，并应用在网景导航者浏览器中，最初，HTTPS 是与 SSL 一起使用的，在 SSL 逐渐演变成 TLS 时（其实两个是一个东西，只是名字不同而已），最新的 HTTPS 也由 2000 年 5 月公布的 RFC 2018 正式确定下来。简单地说，HTTPS 就是安全版的 HTTP，并且由于当代对安全性要求更高，Chrome 和 Firefox 都大力支持网站使用 HTTPS，苹果也在 iOS 10 系统中强制 app 使用 HTTPS 来传输数据。

HTTPS 与 HTTP 的一些区别：

1. HTTPS 协议需要到 CA 申请证书，一般免费证书很少，需要交费
2. HTTP 协议运行在 TCP 之上，所有传输呢内容都是明文，HTTPS 运行在 SSL/TLS 之上，SSL/TLS 运行在 TCP 之上，所有传输的内容都是经过加密的
3. HTTP 和 HTTPS 使用的是安全不同的连接方式，用的端口号也不一样，前者是 80，后者是 443。
4. HTTPS 可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题。

改造成 HTTPS

如果一个网站要由 HTTP 换成 HTTPS，可能需要关注一下几点：

1. 安装 CA 证书，一般证书都是需要收费的
2. 在购买证书之后，在证书提供的网站上配置自己的域名，将证书下载下来之后，配置自己的 web 服务器，同时进行代码改造。
3. HTTPS 降低用户访问速度。SSL握手，HTTPS 对速度会有一定程度的降低，但是只要经过合理优化和部署，HTTPS 对速度的影响完全是可以接受的。在很多场景下，HTTPS速度完全不逊于 HTTP，如果使用 SPDY，HTTPS 的速度甚至还要比 HTTP块。
4. 相对于 HTTPS 降低访问速度，其实更需要关心的是服务器端的 CPU 压力，HTTPS 中大量的密钥算大计算，会消耗大量的 CPU 资源，只有足够的优化，HTTPS 的机器成本才不会明显增加。

使用 SPDY 加快你的网站速度

2012 年 Google 提出了 SPDY 的方案，它综合了 HTTPS 和 HTTP 两者优点于一体的传输协议，主要解决：

1. 降低延迟，针对 HTTP 高延迟的问题，SPDY 优雅的采取了多路复用。多路复用通过多个请求 Stream 共享一个 TCP 连接，解决了 HOL blocking 问题，降低了延迟同时提高了带宽的利用率。
2. 请求优先级。多路复用带来一个新的问题是，在连接共享的基础上有可能会导致关键请求被阻塞。SPDY 允许给每个 request 设置优先级，这样重要的请求就会优先得到相应。比如浏览器加载页，首页的 HTML 内容应该会优先展示，之后才是各种静态资源文件，脚本文件等加载，这样可以保证用户能第一时间看到网页的内容。
3. header压缩。前面提到 HTTP 1.x 的 header 很多时候都是重复多余的。选择合适的压缩算法可以减小包的大小和数量。
4. 基于 HTTPS 的加密协议传输，大大提高了传输数据的可靠性。
5. 服务器端推送，采用了 SPDY 的网页，例如我的网页有一个 style.css 请求，在客户端收到 style.css 数据的同时，服务器端会将 style.js 的文件推送到客户端，当客户端再次尝试获取 style.js 时，就可以从缓存中获取到，不用在发送请求了。SPDY 的构成图：

SPDY 位于 HTTP 之下，TCP 和 SSL之上，这样可以轻松兼容老版本的 HTTP 协议，同时可以使用已有的 SSL 功能。

HTTP 2.0 的新特性

1. 新的二进制格式，HTTP 1.X的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷，文本的表现形式有多样性，要做到健壮性考虑的场景必然很多，二进制则不同，只认 0 和 1 的组合。基于这种考虑 HTTP2.0 的协议解析决定采用二进制格式，实现方便且健壮。 2.. 多路复用，即链接共享，即每一个 request 都是用作连接共享机制。一个 request 对应一个 id，这样一个连接可以有多个 request，每个连接的 request 可以随机的混杂在一起，接收方可以根据 request 的 id 将request 再归属到各自不同的服务器端请求中。
2. header 压缩，对前面提到的 HTTP 1.x 的 header 带有大量信息，而且每次都要重复发送，HTTP2.0 使用 encoder 来减少需要传输的 header 大小，通讯双方各自 cache 一份 header fileds表，既避免了重复 header 的传输，又减小了需要的传输的大小。
3. 服务器端推送，同 SPDY 一样，HTTP 2.0 也具有 server push 功能。目前，有大多数网站已经启用 HTTP 2.0 ，例如：YouTuBe，淘宝网等网站，利用 Chrome 控制台可以查看是否启用 HTTP 2.0：

参考资料：

HTTP,HTTP2.0,SPDY,HTTPS你应该知道的一些事

[sakila1012]

随着网络环境的持续恶化，各种篡改和劫持层出不穷，越来越多的网站选择了全站 HTTPS。免费提供证书服务的 Let's Encrypt 项目也开房了，HTTPS 成为 WEB 的必选项。HTTPS 通过 TLS 层和证书机制提供了内容加密、身份认证和数据完整性三大功能，可以有效防止数据被查看或篡改，以及防止中间人冒充。