本文作者,用以说明 HTTP/2 相比于之前的手机美高

时间:2019-11-01 22:00来源:美高梅游戏网站
为什么要压缩 在 HTTP/1 中,HTTP 请求和响应都是由「状态行、请求 /响应头部、消息主体」三部分组成。一般而言,消息主体都会经过 gzip压缩,或者本身传输的就是压缩过后的二进制文

为什么要压缩

在 HTTP/1 中,HTTP 请求和响应都是由「状态行、请求 / 响应头部、消息主体」三部分组成。一般而言,消息主体都会经过 gzip 压缩,或者本身传输的就是压缩过后的二进制文件(例如图片、音频),但状态行和头部却没有经过任何压缩,直接以纯文本传输。

随着 Web 功能越来越复杂,每个页面产生的请求数也越来越多,根据 HTTP Archive 的统计,当前平均每个页面都会产生上百个请求。越来越多的请求导致消耗在头部的流量越来越多,尤其是每次都要传输 UserAgent、Cookie 这类不会频繁变动的内容,完全是一种浪费。

以下是我随手打开的一个页面的抓包结果。可以看到,传输头部的网络开销超过 100kb,比 HTML 还多:

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下面是其中一个请求的明细。可以看到,为了获得 58 字节的数据,在头部传输上花费了好几倍的流量:

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HTTP/1 时代,为了减少头部消耗的流量,有很多优化方案可以尝试,例如合并请求、启用 Cookie-Free 域名等等,但是这些方案或多或少会引入一些新的问题,这里不展开讨论。

总结

在进行 HTTP/2 网站性能优化时很重要一点是「使用尽可能少的连接数」,本文提到的头部压缩是其中一个很重要的原因:同一个连接上产生的请求和响应越多,动态字典积累得越全,头部压缩效果也就越好。所以,针对 HTTP/2 网站,最佳实践是不要合并资源,不要散列域名。

默认情况下,浏览器会针对这些情况使用同一个连接:

  • 同一域名下的资源;
  • 不同域名下的资源,但是满足两个条件:1)解析到同一个 IP;2)使用同一个证书;

上面第一点容易理解,第二点则很容易被忽略。实际上 Google 已经这么做了,Google 一系列网站都共用了同一个证书,可以这样验证:

$ openssl s_client -connect google.com:443 |openssl x509 -noout -text | grep DNS depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA verify error:num=20:unable to get local issuer certificate verify return:0 DNS:*.google.com, DNS:*.android.com, DNS:*.appengine.google.com, DNS:*.cloud.google.com, DNS:*.google-analytics.com, DNS:*.google.ca, DNS:*.google.cl, DNS:*.google.co.in, DNS:*.google.co.jp, DNS:*.google.co.uk, DNS:*.google.com.ar, DNS:*.google.com.au, DNS:*.google.com.br, DNS:*.google.com.co, DNS:*.google.com.mx, DNS:*.google.com.tr, DNS:*.google.com.vn, DNS:*.google.de, DNS:*.google.es, DNS:*.google.fr, DNS:*.google.hu, DNS:*.google.it, DNS:*.google.nl, DNS:*.google.pl, DNS:*.google.pt, DNS:*.googleadapis.com, DNS:*.googleapis.cn, DNS:*.googlecommerce.com, DNS:*.googlevideo.com, DNS:*.gstatic.cn, DNS:*.gstatic.com, DNS:*.gvt1.com, DNS:*.gvt2.com, DNS:*.metric.gstatic.com, DNS:*.urchin.com, DNS:*.url.google.com, DNS:*.youtube-nocookie.com, DNS:*.youtube.com, DNS:*.youtubeeducation.com, DNS:*.ytimg.com, DNS:android.com, DNS:g.co, DNS:goo.gl, DNS:google-analytics.com, DNS:google.com, DNS:googlecommerce.com, DNS:urchin.com, DNS:youtu.be, DNS:youtube.com, DNS:youtubeeducation.com

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$ openssl s_client -connect google.com:443 |openssl x509 -noout -text | grep DNS
 
depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate
verify return:0
                DNS:*.google.com, DNS:*.android.com, DNS:*.appengine.google.com, DNS:*.cloud.google.com, DNS:*.google-analytics.com, DNS:*.google.ca, DNS:*.google.cl, DNS:*.google.co.in, DNS:*.google.co.jp, DNS:*.google.co.uk, DNS:*.google.com.ar, DNS:*.google.com.au, DNS:*.google.com.br, DNS:*.google.com.co, DNS:*.google.com.mx, DNS:*.google.com.tr, DNS:*.google.com.vn, DNS:*.google.de, DNS:*.google.es, DNS:*.google.fr, DNS:*.google.hu, DNS:*.google.it, DNS:*.google.nl, DNS:*.google.pl, DNS:*.google.pt, DNS:*.googleadapis.com, DNS:*.googleapis.cn, DNS:*.googlecommerce.com, DNS:*.googlevideo.com, DNS:*.gstatic.cn, DNS:*.gstatic.com, DNS:*.gvt1.com, DNS:*.gvt2.com, DNS:*.metric.gstatic.com, DNS:*.urchin.com, DNS:*.url.google.com, DNS:*.youtube-nocookie.com, DNS:*.youtube.com, DNS:*.youtubeeducation.com, DNS:*.ytimg.com, DNS:android.com, DNS:g.co, DNS:goo.gl, DNS:google-analytics.com, DNS:google.com, DNS:googlecommerce.com, DNS:urchin.com, DNS:youtu.be, DNS:youtube.com, DNS:youtubeeducation.com

使用多域名加上相同的 IP 和证书部署 Web 服务有特殊的意义:让支持 HTTP/2 的终端只建立一个连接,用上 HTTP/2 协议带来的各种好处;而只支持 HTTP/1.1 的终端则会建立多个连接,达到同时更多并发请求的目的。这在 HTTP/2 完全普及前也是一个不错的选择。

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后面我们将通过几个方面来说说HTTP 2.0 和 HTTP1.1 区别,并且和你解释下其中的原理。

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压缩后的效果

接下来我将使用访问本博客的抓包记录来说明 HTTP/2 头部压缩带来的变化。如何使用 Wireshark 对 HTTPS 网站进行抓包并解密,请看我的这篇文章。本文使用的抓包文件,可以点这里下载。

首先直接上图。下图选中的 Stream 是首次访问本站,浏览器发出的请求头:

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从图片中可以看到这个 HEADERS 流的长度是 206 个字节,而解码后的头部长度有 451 个字节。由此可见,压缩后的头部大小减少了一半多。

然而这就是全部吗?再上一张图。下图选中的 Stream 是点击本站链接后,浏览器发出的请求头:

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可以看到这一次,HEADERS 流的长度只有 49 个字节,但是解码后的头部长度却有 470 个字节。这一次,压缩后的头部大小几乎只有原始大小的 1/10。

为什么前后两次差距这么大呢?我们把两次的头部信息展开,查看同一个字段两次传输所占用的字节数:

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对比后可以发现,第二次的请求头部之所以非常小,是因为大部分键值对只占用了一个字节。尤其是 UserAgent、Cookie 这样的头部,首次请求中需要占用很多字节,后续请求中都只需要一个字节。

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HTTP/2 头部压缩技术介绍

2015/11/03 · HTML5 · HTTP/2

原文出处: imququ(@屈光宇)   

我们知道,HTTP/2 协议由两个 RFC 组成:一个是 RFC 7540,描述了 HTTP/2 协议本身;一个是 RFC 7541,描述了 HTTP/2 协议中使用的头部压缩技术。本文将通过实际案例带领大家详细地认识 HTTP/2 头部压缩这门技术。

区别一:多路复用

多路复用允许单一的 HTTP/2 连接同时发起多重的请求-响应消息。看个例子:

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整个访问流程第一次请求index.html页面,之后浏览器会去请求style.css和scripts.js的文件。左边的图是顺序加载两个个文件的,右边则是并行加载两个文件。

我们知道HTTP底层其实依赖的是TCP协议,那问题是在同一个连接里面同时发生两个请求响应着是怎么做到的?

首先你要知道,TCP连接相当于两根管道(一个用于服务器到客户端,一个用于客户端到服务器),管道里面数据传输是通过字节码传输,传输是有序的,每个字节都是一个一个来传输。

例如客户端要向服务器发送Hello、World两个单词,只能是先发送Hello再发送World,没办法同时发送这两个单词。不然服务器收到的可能就是HWeolrllod(注意是穿插着发过去了,但是顺序还是不会乱)。这样服务器就懵b了。

接上面的问题,能否同时发送Hello和World两个单词能,当然也是可以的,可以将数据拆成包,给每个包打上标签。发的时候是这样的①H ②W ①e ②o ①l ②r ①l ②l ①o ②d。这样到了服务器,服务器根据标签把两个单词区分开来。实际的发送效果如下图:

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要实现上面的效果我们引入一个新的概念就是:二进制分帧。

二进制分帧层 在 应用层和传输层(TCP or UDP)之间。HTTP/2并没有去修改TCP协议而是尽可能的利用TCP的特性。

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在二进制分帧层中, HTTP/2 会将所有传输的信息分割为帧,并对它们采用二进制格式的编码 ,其中 首部信息会被封装到 HEADER frame,而相应的 Request Body 则封装到 DATA frame 里面。

HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽,而是低延迟。TCP 连接会随着时间进行自我「调谐」,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。这种调谐则被称为 TCP 慢启动。由于这种原因,让原本就具有突发性和短时性的 HTTP 连接变的十分低效。

HTTP/2 通过让所有数据流共用同一个连接,可以更有效地使用 TCP 连接,让高带宽也能真正的服务于 HTTP 的性能提升。

通过下面两张图,我们可以更加深入的认识多路复用:

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HTTP/1

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总结下:多路复用技术:单连接多资源的方式,减少服务端的链接压力,内存占用更少,连接吞吐量更大;由于减少TCP 慢启动时间,提高传输的速度

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