HTTP/1、HTTP/2 和 HTTP/3

你每天都在使用它，你现在就在使用它。但是你真的了解 HTTP 协议的工作原理吗？你知道 HTTP 1、2 和 3 之间的区别吗？

让我们看看这三种协议，并解释它们的优点和缺点、区别以及 HTTP/3 如何开始变得更加流行。

在开始之前，请务必阅读我们关于HTTP/1.1、HTTP/2 和 HTTP/3 之间差异的文章。它涵盖了相同的总体主题，但如果您感兴趣的话，它会更详细地介绍协议版本的一些具体特性。

什么是 HTTP？

HTTP（超文本传输协议）是万维网上数据通信的方式（不要与互联网混淆，两者有区别）。HTTP 有三个主要版本，我们将在这里逐一介绍。

简单来说，该协议定义了浏览器如何与服务器通信并来回传递数据。在所有版本的协议中，浏览器都会发出请求（“请求”），服务器则会返回数据（“响应”）。这是一个简单的概念，但随着时间的推移，事情变得越来越复杂，作为 Web 开发者，了解协议后续版本的差异至关重要。

HTTP/1.x

HTTP/1.0 的第一个版本大约发布于 1996 年。HTTP/1.1 于 1999 年发布，并迅速被采用。

HTTP/1.1 的概念非常简单。我们先来看一下请求是如何工作的：

你导航到一个网站，比如本例中的accreditly.io（为了厚颜无耻地宣传一下）。你的浏览器GET向服务器发送了一个请求：



GET accreditly.io

服务器接收请求和带有文档的响应：



200 OK

<html>
  <head>
    <title>Accreditly - Web Development Certifications</title>
    [...]

该文档中可能包含各种资源，例如图片、样式表（CSS 文件）和 JavaScript 资源（.js 文件）。浏览器会读取该文档，并对队列中的每个资源重复步骤 1 和 2。

这是一个简单的流程，很容易理解，但这里存在一些问题：

a. 队头阻塞：每个 HTTP/1.x 连接每次只能处理一个请求。这种限制通常会导致网络资源利用效率低下，因为后续请求必须等待前一个请求完成。

b. 缺乏优先级：HTTP/1.x 没有提供对请求进行优先级排序的方法，这可能导致不太重要的资源阻塞更重要的资源。

c. 还有其他问题，例如发送的纯文本标头很大，尤其是在使用 cookie 时。

所有这些问题都会对性能产生很大的影响，尤其是在现代网络上。

HTTP/2

HTTP/2 于 2015 年发布。HTTP/2 的目标是解决上述问题。在 HTTP/1.1 称王的 16 年里，网络发生了变化，人们的移动设备使用的是不太稳定的 4G 连接，与 90 年代相比，固定电话连接的吞吐能力有了巨大的提升（拨号上网，还有人用吗？），但与过去相比，网站的规模也变得庞大了。

（图片由HTTP Archive提供）

与过去相比，如今网页的平均大小变得非常庞大。此外，网页加载资源的速度也远超网络连接速度的提升。根据 HTTP Archive 的数据，网页上图片的平均大小增长了 8000% 以上，图片数量也随之增长，这还不包括 JavaScript 和其他资源。这是一个大问题。

那么 HTTP/2 有何帮助？

HTTP/2 中引入了许多功能，其中最主要的好处是人们关注的多路复用。

多路复用

看看上面 HTTP/1.1 中的例子，你的浏览器请求一个包含多个资源的文档。在 HTTP/1.1 中，这些资源请求会被排队，一次只请求一个。

在 HTTP/2 中，情况略有不同。使用多路复用，浏览器可以有效地同时请求资源，然后以相同的方式在同一个连接上接收它们。

请看下图：

图片由 Accreditly 提供。

其他福利

除了多路复用之外，HTTP/2 还实现了一些其他功能，重点关注性能：

标头压缩：HTTP/2 使用 HPACK 算法压缩请求和响应标头，显著减少传输的数据量。
服务器推送：通过 HTTP/2，服务器可以在请求资源之前主动将其推送到客户端的缓存中，从而减少延迟并改善整体用户体验。
流优先级：HTTP/2 使客户端能够对请求进行优先排序，从而允许首先获取和呈现更关键的资源。
二进制框架：HTTP/2 使用二进制框架层来封装消息，与 HTTP/1.x 的纯文本方法相比，这使得协议更高效、更不容易出错。

HTTP/2 依赖于相同的底层协议：TCP。这既有好处，也有坏处。由于 HTTP/1.x 已经使用了 TCP，这意味着采用起来更容易；浏览器无需实现新的底层协议，服务器只需进行一些调整即可继续运行，从而实现 HTTP/2 的功能。缺点是 TCP 存在一些问题，尤其是在高延迟和高丢包的网络中。

HTTP/3 简介

HTTP/3 取消了 TCP，而是利用了一种称为快速 UDP 互联网连接或“QUIC”的 UDP 形式（看看他们在那里做了什么？）。

QUIC 有几个好处：

内置加密：QUIC 默认集成传输层安全性 (TLS) 1.3，无需单独的 TLS 握手即可确保安全连接。这降低了延迟并缩短了连接建立时间。
减少队头阻塞：与 TCP 不同，QUIC 在单个流级别处理数据包丢失。这意味着单个数据包的丢失不会阻塞整个连接，从而进一步减少队头阻塞问题。
连接迁移：QUIC 旨在更好地支持连接迁移，允许客户端在不丢失连接或造成额外延迟的情况下更改 IP 地址。使用移动/蜂窝网络连接的用户尤其会从中受益。
0-RTT 连接建立：QUIC 在某些情况下支持 0-RTT（零往返时间）连接建立，这可以显著减少连接到以前访问过的服务器时的延迟。
改进的拥塞控制：QUIC 提供更先进的拥塞控制机制，使其能够更好地适应不同的网络条件并提高整体性能。

HTTP/3 和 QUIC 听起来很棒，对吧？

嗯，理论上是的。问题在于，浏览器和提供商实现这些功能的任务非常艰巨，更不用说与网络基础设施的兼容性问题了。

许多大型网络根本不支持 UDP，因此在 UDP 之上的新协议上传输流量可能还不太现实。

话虽如此，像Cloudflare这样的巨头正在大力推进为客户提供 HTTP/3 支持，Chrome、Edge 和 Firefox 等浏览器也已支持 HTTP/3。您可能会注意到 Safari 不在其中；苹果通常迟迟不提供对新功能和协议的支持，并且经常会实现自己的版本。根据CanIUse的说法，Safari 对 HTTP/3 的支持是部分性的，并且仅适用于部分用户。不过请记住，HTTP/3 尚未正式发布，因此情况可能会发生变化。

文章来源：https://dev.to/accreditly/http1-vs-http2-vs-http3-2k1c