计算机网络_HTTP1.0、HTTP1.1和HTTP2.0的区别

以铜为镜可以正衣冠，以史为镜可以明得失，以文为镜可以修内功，本系列我们来说说计算机网络，修修内功以识这巨大的“网”。

一、为什么要了解

了解不同版本HTTP协议，实际上是了解Web的发展历史，了解历史让我们对于技术的发展方向有迹可循。

• HTTP1.0对应早期阶段，互联网上的资源以展示为主，用户只能获取文字和图片；
• HTTP1.1对应中期阶段，是现在的主流版本，互联网上的资源变得更加丰富，还出现了Ajax技术，用户能进行更复杂的交互，获取更丰富的资源（例如：css、js、视频等）；
• HTTP2.0对应后期阶段，我们的页面还可以运行在手机浏览器中，在同样富交互和资源的基础上，手机浏览器有着更复杂的网络情况，用户需要更好的体验，因此需要对HTTP深入理解不断优化。

二、HTTP网络请求过程

浏览器和服务器通过HTTP相互通信，组成了万维网的基本组件，下图显示了简化版的HTTP网络请求过程。

可以看到，简化版HTTP网络请求过程分为4步：

1. DNS解析：浏览器查询域名服务器上的映射表，解析出域名映射的IP；
2. TCP连接：浏览器与IP对应资源服务器上的应用程序建立TCP连接；
3. HTTP请求：浏览器发送HTTP请求
4. HTTP响应：资源服务器返回HTTP响应

影响一个HTTP网络请求的因素主要有两个：带宽和延迟。前者属于外部因素，现在网络基础建设已经使得带宽极大提升，无需再担心；后者属于内部因素，步骤（1）、（2）处于HTTP请求前，会延迟HTTP请求的发送，步骤（3）、（4）处于HTTP请求中，浏览器阻塞、处理速度均会限制后续请求。因此，HTTP协议的迭代对带宽、延迟进行了优化。

三、HTTP1.0 vs HTTP1.1

HTTP1.0是第一个得到广泛使用的HTTP版本，当时用于简单的网页和网络请求上，HTTP1.1是当前使用最广泛的HTTP版本，主要区别在于：

通用性：

• Host头处理。HTTP1.0中，认为每台服务器绑定唯一IP地址，请求的URL并无主机名；HTTP1.1中，请求和响应头中均应携带Host字段，因为虚拟主机技术的发展，使得一台物理机可以存在多个虚拟主机，共享IP地址
• 错误处理。HTTP1.1中，新增了24个错误状态码，如409（Conflict）表示请求可能在资源上引发的一些冲突；410（Gone）表示服务器无法找到所请求的资源，但该资源服务器曾经拥有过。

带宽问题：

• 带宽优化。HTTP1.0中，当客户端只需要对象的一部分，服务器会将整个对象返回，存在浪费带宽的现象；HTTP1.1中，在请求头中引入了range字段，允许只请求资源的一部分，此时返回码为206（Patial Content），在充分利用带宽的同时，支持了断点续传功能。

延迟问题：

• 长连接。HTTP1.0中，每次请求都需要创建连接。HTTP1.1中，支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的延迟，且HTTP1.1默认开启Connection：keep-alive。
• 缓存策略。HTTP1.0中，主要使用请求头中的If-Modified-Since，Expires作为缓存判断的标准；HTTP1.1中，引入了更多的缓存控制策略，例如：Entitytag，If-Unmoidfied-Since，If-Match，If-None-Match等。

四、HTTP1.1 vs HTTP2.0

HTTP1.1是当前使用最广泛的HTTP版本，HTTP2.0是HTTP1.1后续结构的原型建议，重点关注性能的大幅度优化，主要区别在于：

通用性：

• 二进制格式。HTTP1.1中，解析是基于文本，文本的表现形式有多样性，协议的健壮性考虑不足；HTTP2.0中，解析基于二进制，实现方便且健壮。
• 服务端推送。HTTP1.1中，没有服务端推送功能；HTTP2.0中，当浏览器收到a.css数据同时，服务端会将a.js文件推送给浏览器，浏览器再次尝试获取a.js时，可从缓存中直接获取。

带宽问题：

• header压缩。HTTP1.1中，请求和响应头中有大量的信息，每次都需重复发送；HTTP2.0中，使用encoder减少请求/响应头大小，通信双方缓存一份头字段表，减少了需要传输的大小，节省了带宽。

延迟问题：

• 多路复用。HTTP1.1中，支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，若干个请求排队串行化单线程处理，后面的请求等待前面请求的返回才能获得执行机会；HTTP2.0中，支持多路复用（MultiPlexing），多个请求可同时在一个连接上并行执行（由于支持二进制的格式，可以无序）某个请求任务耗时严重，不会影响到其它连接的正常执行，接收方根据id将数据归属到不同的请求中。

五、总结

本文首先说明了学习不同版本HTTP协议有助于把握技术发展的方向；其次从简化版的HTTP网络请求入手，介绍了各个环节对请求的影响，提出了影响网络请求的两个因素——带宽和延迟；然后分别将HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0进行对比：HTTP1.0是第一个得到广泛使用的HTTP版本，当时用于简单的网页和网络请求上，HTTP1.1是当前使用最广泛的HTTP版本，HTTP2.0是HTTP1.1后续结构的原型建议，后者在前者的基础上均进行了通用性、带宽问题、延迟问题上的优化，HTTP1.1的核心变化是支持了长连接和断点续传，HTTP2.0的核心变化是支持header压缩和多路复用。