HTTP的发展历史

互联网的始祖-阿帕网

在 1968 年6月3日，罗伯茨向泰勒描述了建立阿帕网的计划，18 天后，也就是 6 月 21 日，泰勒批准了这个计划，14 个月后阿帕网建立。

在 1973 年 ARPA 网扩展成互联网，第一批接入的有英国和挪威计算机，逐渐地成为网络连接的骨干。

1974 年 ARPA 的罗伯特·卡恩和斯坦福的文顿·瑟夫提出TCP/IP 协议。

1986 年，美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）建立了大学之间互联的骨干网络 NSFNET ，这是互联网历史上重要的一步，NSF网成为新的骨干，1990 年 ARPA网退役。

万维网（World Wide Web）

• URI，统一资源标识符，作为互联网上的唯一标识。

• HTML，超文本标记语言，描述超文本。

• HTTP ，超文本传输协议，传输超文本。

HTTP各大版本的演进

1. HTTP/0.9

   在 1990 年 ，蒂姆·伯纳斯-李创建了运行万维网所需的所有工具，其中包括HTTP。那时候是互联网初期，计算机的处理能力包括网速等等都很弱，所以 HTTP 也逃脱不了那个时代的约束，因此设计的非常简单，而且也是纯文本格式。

   因此只有 “GET”，也不需要啥请求头，并且拿完了就结束了，因此请求响应之后连接就断了。这时候的 HTTP 还没有版本号的，之所以称之为 HTTP / 0.9 是后人加上去了，为了区别之后的版本。

   

    

2. HTTP/1.0

   随着图像和音频的发展，1995年Apache诞生（HTTP 服务器），浏览器也在不断的进步予以支持，这也促进了 HTTP 协议的修改。为了添加各种特性来满足用户的需求， 于 1996 年正式发布。

   增加了以下几点：

   • 增加了 HEAD、POST 等新方法。

   • 增加了响应状态码。

   • 引入了头部，即请求头和响应头。

   • 在请求中加入了 HTTP 版本号。

   • 引入了 Content-Type ，使得传输的数据不再限于文本。

    

3. HTTP/1.1

   从 1995 年至 1999 年间的第一次浏览器大战，极大的推动了 Web 的发展。主要是因为 HTTP/1.0 很大的性能问题，就是每请求一个资源都得新建一个 TCP 连接，而且只能串行请求。

   增加了以下几点：

   • 新增持久连接keep-alive，目的是复用TCP连接；

   • 支持 pipeline，无需等待前面的请求响应，即可发送第二次请求。

   • 允许响应数据分块（chunked），即响应的时候不标明Content-Length，客户端就无法断开连接，直到收到服务端的 EOF ，利于传输大文件。

   • 新增缓存的控制和管理。

   • 加入了 Host 头，用在你一台机子部署了多个主机，然后多个域名解析又是同一个 IP，此时加入了 Host 头就可以判断你到底是要访问哪个主机。

   

   HTTP/1.1存在的问题

   总结主要有以下两点：

   • 头阻塞：HTTP/1.1中只有收到当前请求响应后才能重用当前tcp连接发送下一次请求。虽然HTTP/1.1提出了pipeline，旨在缓解这个问题。但是一方面pipeline在复杂的网络环境下很难实现和普及，其次就算都用上了pipeline，pipeline也只是使得可以在本次响应完成之前可以发送下次请求，但响应依然要严格按照顺序返回，也就是如果前一个响应被阻塞，后边的响应将不会到来，头阻塞问题还是没有完全解决。目前客户端（比如浏览器）一般会同时打开多个tcp连接来绕开头阻塞的问题，chrome默认会打开6个tcp链接，并发请求各种类型数据。但是这就带来了一个矛盾，tcp链接越多，肯定对资源的浪费是越大的，链接越少，头阻塞的问题就会越突出。

   • 重复的未压缩头数据的传输：自HTTP/1.1之后，HTTP请求中通常带有大量ASCII编码的头部，这些头部通常大部分不会变化，需要每次请求都携带（尤其像是User Agent、Cookie这些值比较长的头部字段），会给本来就拥挤的网络带来很大的压力。

   除此之外还有一些问题，比如TCP 的慢启动，起初会限制连接的最大速度，如果数据成功传输，会随着时间的推移提高传输的速度，而大量http的业务请求其实本身都只是短链接的，所以导致tcp的流量控制算法没有很好的应用。为此，HTTP/2的出现就很有必要了。

    

4. HTTP/2.0

   随着 HTTP/1.1 的发布，互联网也开始了爆发式的增长，这种增长暴露出 HTTP 的不足，主要还是性能问题，而 HTTP/1.1 无动于衷。互联网标准化组织以 Google 推出的SPDY 协议为基础开始制定新版本的 HTTP 协议，最终在 2015 年发布了 HTTP/2。

   增加了以下几点：

   • 是二进制协议，不再是纯文本。（解析数据开销更小，减少了网络延迟，提升了整体的吞吐量）

   • 支持一个 TCP 连接发起多请求，即支持多路复用，移除了 pipeline。（HTTP/1.1 pipeline 还是有阻塞的情况，需要等前面的一个响应返回了后面的才能返回。）

   • 利用 HPACK 压缩头部（减少数据传输量。）

   • 允许服务端主动推送数据。（其实就是减少了请求的次数）

   HTTP/2 引入了一个新的二进制分帧层，该层无法与之前的 HTTP/1.x 服务器和客户端兼容，HTTP/2的新特性都是建立在这个二进制分帧层基础之上的。

   

    

5. HTTP/3.0

   这次的痛点来自于 HTTP 依赖的是可靠的、有序的，具有失败重传和按序机制的传输协议 TCP。

   依赖TCP存在的问题：

   1. HTTP/2 是所有流共享一个 TCP 连接，所以会有 TCP 层面的队头阻塞，当发生重传时会影响多个请求响应；

   2. TCP 是基于四元组（源IP，源端口，目标IP，目标端口）来确定连接的，而在移动网络的情况下 IP 地址会频繁的换，这会导致反复的建连；

   3. TCP 与 TLS 的叠加握手，增加了延时

   因此 Google 把 TCP 可靠、有序、丢包重传和拥塞控制功能提到应用层来实现，就研究出了基于 UDP 的 QUIC 协议。在 2018 年，互联网标准化组织 IETF 提议将 HTTP over QUIC 更名为 HTTP/3 并获得批准。

   增加了以下几点：

   • 基于UDP，并把 TCP 可靠、有序、丢包重传和拥塞控制功能提到应用层来实现；

   • 引入了个叫 Connection ID 来标识一个链接，所以切换网络之后可以复用这个连接，达到 0 RTT 就能开始传输。

   • 开发了QPACK 压缩头部，也采用了静态表、动态表和哈夫曼编码。（因为无法使用依赖TCP的HPACK）