HTTP2.0


HTTP2.0

HTTP: 全稱超文本傳輸協議(HyperText Transfer Protocol)

HTTP 簡史

HTTP1.0

伴隨着計算機網絡和瀏覽器的誕生,HTTP1.0也隨之而來,HTTP是建立在TCP協議之上,處於計算機網絡中的應用層,所以HTTP協議的瓶頸及其優化技巧都是基於TCP協議本身的特性,例如:TCP建立連接的3次握手和4次揮手以及每次建立連接帶來的RTT延遲時間。

HTTP1.1

HTTP1.1和HTTP1.0的主要區別:

  • 緩存處理:HTTP1.1則引入了更多的緩存控制策略例如Entity tag,If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供選擇的緩存頭來控制緩存策略。

  • 帶寬優化及網絡連接的使用:HTTP1.1則在請求頭引入了range頭域,它允許只請求資源的某個部分,即返回碼是206(Partial Content),這樣就方便了開發者自由的選擇以便於充分利用帶寬和連接。

  • 錯誤通知的管理: 在HTTP1.1中新增了24個錯誤狀態響應碼。

  • Host頭處理:HTTP1.1的請求消息和響應消息都應支持Host頭域,且請求消息中如果沒有Host頭域會報告一個錯誤

  • 長連接,HTTP 1.1支持長連接(PersistentConnection)和請求的流水線(Pipelining)處理,在一個TCP連接上可以傳送多個HTTP請求和響應,減少了建立和關閉連接的消耗和延遲,在HTTP1.1中默認開啟Connection: keep-alive,一定程度上彌補了HTTP1.0每次請求都要創建連接的缺點。

HTTPS

HTTPS和HTTP的主要區別:

  • HTTPS協議需要到CA申請證書,一般免費證書很少,需要交費。

  • HTTP協議運行在TCP之上,所有傳輸的內容都是明文,HTTPS運行在SSL/TLS之上,SSL/TLS運行在TCP之上,所有傳輸的內容都經過加密的。

  • HTTP和HTTPS使用的是完全不同的連接方式,用的端口也不一樣,前者是80,后者是443。

  • HTTPS可以有效的防止運營商劫持,解決了防劫持的一個大問題。

HTTP2.0

HTTP2.0的新特性:

  • 新的二進制格式(Binary Format),HTTP1.x的解析是基於文本。基於文本協議的格式解析存在天然缺陷,文本的表現形式有多樣性,要做到健壯性考慮的場景必然很多,二進制則不同,只認0和1的組合。基於這種考慮HTTP2.0的協議解析決定采用二進制格式,實現方便且健壯。

  • 多路復用(MultiPlexing),即連接共享,即每一個request都是是用作連接共享機制的。一個request對應一個id,這樣一個連接上可以有多個request,每個連接的request可以隨機的混雜在一起,接收方可以根據request的 id將request再歸屬到各自不同的服務端請求里面。

  • header壓縮,如上文中所言,對前面提到過HTTP1.x的header帶有大量信息,而且每次都要重復發送,HTTP2.0使用encoder來減少需要傳輸的header大小,通訊雙方各自cache一份header fields表,既避免了重復header的傳輸,又減小了需要傳輸的大小。

  • 服務端推送(server push),同SPDY一樣,HTTP2.0也具有server push功能。

https://www.zhihu.com/question/34074946

HTTP2.0 Server

然而,HTTP2.0 目前還沒有被廣泛應用,阿里系的淘寶,天貓已經開始使用HTTP2.0。

那么如何開發支持HTTP2.0的Web應用,我找到一款非主流的Web框架 quart,他是一款類似Flask的Web框架,支持異步,最主要的是支持HTTP2.0。

https://gitlab.com/pgjones/quart/

支持pip安裝:

pip install quart

官方例子:

https://gitlab.com/pgjones/quart/-/tree/master/examples/http2

from quart import (
    abort, jsonify, make_push_promise, Quart, render_template, request, url_for,
)


app = Quart(__name__)


@app.route('/')
async def index():
    await make_push_promise(url_for('static', filename='http2.css'))
    await make_push_promise(url_for('static', filename='http2.js'))
    return await render_template('index.html')


@app.route('/', methods=['POST'])
async def calculate():
    data = await request.get_json()
    operator = data['operator']
    try:
        a = int(data['a'])
        b = int(data['b'])
    except ValueError:
        abort(400)
    if operator == '+':
        return jsonify(a + b)
    elif operator == '-':
        return jsonify(a - b)
    elif operator == '*':
        return jsonify(a * b)
    elif operator == '/':
        return jsonify(a / b)
    else:
        abort(400)


@app.cli.command('run')
def run():
    app.run(port=5000, certfile='cert.pem', keyfile='key.pem')

這個例子非常簡單,提供一個頁面來做加減乘除。

運行:

> export QUART_APP=http2:app  # 設置環境變量
> quart run                   # 啟動服務
 * Serving Quart app 'http2'
 * Environment: production
 * Please use an ASGI server (e.g. Hypercorn) directly in production
 * Debug mode: False
 * Running on https://192.168.255.130:5000 (CTRL + C to quit)

HTTP2.0 Client

正是我之前介紹過的HTTPX,它對HTTP2.0實現的接口提供了良好的支持。說是下一代HTTP庫並非浪得虛名。

https://github.com/encode/httpx/

支持pip安裝:

pip install quart

接下來是對上面應用接口的調用。

import httpx

client = httpx.Client(http2=True, verify=False)
json = {"a": "3", "b": "8", "operator": "+"}
response = client.post("https://192.168.255.130:5000/", json=json)
print(response.http_version)
print(response.json())

例子非常簡單,調用接口實現加法運行。

運行結果:

HTTP/2
11


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