3.HTTP的演变（迭代）

1. 说说 HTTP/1.1 相⽐ HTTP/1.0 提⾼了什么性能？

1. 使⽤ TCP ⻓连接的⽅式改善了 HTTP/1.0 短连接造成的性能开销。
2. ⽀持管道（pipeline）⽹络传输，只要第⼀个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第⼆个请求出去，可以减少整体的响应时间。

1.1 HTTP/1.1 的性能瓶颈

• 请求 / 响应头部（Header）未经压缩就发送，⾸部信息越多延迟越⼤。只能压缩 Body 的部分；
• 发送冗⻓的⾸部。每次互相发送相同的⾸部造成的浪费较多；
• 服务器是按请求的顺序响应的，如果服务器响应慢，会招致客户端⼀直请求不到数据，也就是队头阻塞；
• 没有请求优先级控制；
• 请求只能从客户端开始，服务器只能被动响应。

2. 针对HTTP/1.1 的性能瓶颈，HTTP/2 做了什么优化？

HTTP/2 协议是基于 HTTPS 的，所以 HTTP/2 的安全性也是有保障的。

2.1 HTTP/2 相⽐ HTTP/1.1 性能上的改进：

头部压缩、二进制格式、数据流、多路复用、服务器推送

1.头部压缩

• HTTP/2 会压缩头（Header),如果你同时发出多个请求，他们的头是⼀样的或是相似的，那么，协议会帮你消除重复的部分。

2.⼆进制格式

• HTTP/2 不再像 HTTP/1.1 ⾥的纯⽂本形式的报⽂，⽽是全⾯采⽤了⼆进制格式，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。
• 计算机收到报⽂后，⽆需再将明⽂的报⽂转成⼆进制，⽽是直接解析⼆进制报⽂，这增加了数据传输的效率。

3.数据流

• HTTP/2 的数据包不是按顺序发送的，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。
• 每个请求或回应的所有数据包，称为⼀个数据流（ Stream ）。每个数据流都标记着⼀个独⼀⽆⼆的编号，其中规定客户端发出的数据流编号为奇数， 服务器发出的数据流编号为偶数
• 客户端还可以指定数据流的优先级。优先级⾼的请求，服务器就先响应该请求。

4.多路复用

• HTTP/2 是可以在⼀个连接中并发多个请求或回应，⽽不⽤按照顺序⼀⼀对应。
• 移除了 HTTP/1.1 中的串⾏请求，不需要排队等待，也就不会再出现「队头阻塞」问题，降低了延迟，⼤幅度提⾼了连接的利⽤率。

5.服务器推送

• HTTP/2 还在⼀定程度上改善了传统的「请求 - 应答」⼯作模式，服务不再是被动地响应，也可以主动向客户端发送消息。
• 举例来说，在浏览器刚请求 HTML 的时候，就提前把可能会⽤到的 JS、CSS ⽂件等静态资源主动发给客户端，减少延时的等待，也就是服务器推送（Server Push，也叫 Cache Push）

2.2 HTTP/2 有哪些缺陷

• HTTP/2 主要的问题在于，多个 HTTP 请求在复⽤⼀个 TCP 连接，下层的 TCP 协议是不知道有多少个 HTTP 请求的。
• 所以⼀旦发⽣了丢包现象，就会触发 TCP 的重传机制，这样在⼀个 TCP 连接中的所有的 HTTP 请求都必须等待这个丢了的包被重传回来。
  • HTTP/1.1 中的管道（ pipeline）传输中如果有⼀个请求阻塞了，那么队列后请求也统统被阻塞住了
  • HTTP/2 多个请求复⽤⼀个TCP连接，⼀旦发⽣丢包，就会阻塞住所有的 HTTP 请求。

3. HTTP/3 做了哪些优化？

以上HTTP/2的缺陷，这都是基于 TCP 传输层的问题，所以 HTTP/3 把 HTTP 下层的 TCP 协议改成了 UDP！

• UDP 发⽣是不管顺序，也不管丢包的，所以不会出现 HTTP/1.1 的队头阻塞 和 HTTP/2 的⼀个丢包全部重传问题。
• UDP 是不可靠传输的，但基于 UDP 的 QUIC 协议 可以实现类似 TCP 的可靠性传输。
  • QUIC 有⾃⼰的⼀套机制可以保证传输的可靠性的。当某个流发⽣丢包时，只会阻塞这个流，其他流不会受到影响。
  • TLS3 升级成了最新的 1.3 版本，头部压缩算法也升级成了 QPack 。
  • HTTPS 要建⽴⼀个连接，要花费 6 次交互，先是建⽴三次握⼿，然后是 TLS/1.3 的三次握⼿。QUIC 直接把以往的 TCP 和 TLS/1.3 的 6 次交互合并成了 3 次，减少了交互次数。
• QUIC 是⼀个在 UDP 之上的伪 TCP + TLS + HTTP/2 的多路复⽤的协议。

注：QUIC 是新协议，对于很多⽹络设备，根本不知道什么是 QUIC，只会当做 UDP，这样会出现新的问题。所以HTTP/3 现在普及的进度⾮常的缓慢，不知道未来 UDP 是否能够逆袭 TCP。