一、前言

只有光頭才能變強

HTTP博文回顧：

• PC端：HTTP就是這麽簡單
• PC端：HTTP面試題都在這裏
• 微信公眾號端：HTTP就是這麽簡單
• 微信公眾號端：HTTP面試題都在這裏

本文力求簡單講清每個知識點，希望大家看完能有所收獲

二、HTTP協議的今生來世

最近在看博客的時候，發現有的面試題已經考HTTP/2了，於是我就順著去了解一下。

到現在為止，HTTP協議已經有三個版本了：

• HTTP1.0
• HTTP1.1
• HTTP/2

下面就簡單聊聊他們三者的區別，以及整理一些必要的額外知識點。

2.1HTTP版本之間的區別

2.1.1HTTP1.0和HTTP1.1區別

HTTP1.0和HTTP1.1最主要的區別就是：

• HTTP1.1默認是持久化連接！

在HTTP1.0默認是短連接：

簡單來說就是：每次與服務器交互，都需要新開一個連接！

試想一下：請求一張圖片，新開一個連接，請求一個CSS文件，新開一個連接，請求一個JS文件，新開一個連接。HTTP協議是基於TCP的，TCP每次都要經過三次握手，四次揮手，慢啟動...這都需要去消耗我們非常多的資源的！

在HTTP1.1中默認就使用持久化連接來解決：建立一次連接，多次請求均由這個連接完成！(如果阻塞了，還是會開新的TCP連接的)

相對於持久化連接還有另外比較重要的改動：

• HTTP 1.1增加host字段
• HTTP 1.1中引入了Chunked transfer-coding
  ，範圍請求，實現斷點續傳(實際上就是利用HTTP消息頭使用分塊傳輸編碼，將實體主體分塊傳輸)
• HTTP 1.1管線化(pipelining)理論，客戶端可以同時發出多個HTTP請求，而不用一個個等待響應之後再請求
  • 註意：這個pipelining僅僅是限於理論場景下，大部分桌面瀏覽器仍然會選擇默認關閉HTTP pipelining！
  • 所以現在使用HTTP1.1協議的應用，都是有可能會開多個TCP連接的！

參考資料：

• https://www.cnblogs.com/gofighting/p/5421890.html

2.1.2HTTP2基礎

在說HTTP2之前，不如先直觀比較一下HTTP2和HTTP1.1的區別：

• https://http2.akamai.com/demo

上面也已經說了，HTTP 1.1提出了管線化(pipelining)理論，但是僅僅是限於理論的階段上，這個功能默認還是關閉了的。

管線化(pipelining)和非管線化的區別：

HTTP Pipelining其實是把多個HTTP請求放到一個TCP連接中一一發送，而在發送過程中不需要等待服務器對前一個請求的響應；只不過，客戶端還是要按照發送請求的順序來接收響應！

就像在超市收銀臺或者銀行櫃臺排隊時一樣，你並不知道前面的顧客是幹脆利索的還是會跟收銀員/櫃員磨蹭到世界末日（不管怎麽說，服務器（即收銀員/櫃員）是要按照順序處理請求的，如果前一個請求非常耗時（顧客磨蹭），那麽後續請求都會受到影響。

• 在HTTP1.0中，發送一次請求時，需要等待服務端響應了才可以繼續發送請求。
• 在HTTP1.1中，發送一次請求時，不需要等待服務端響應了就可以發送請求了，但是回送數據給客戶端的時候，客戶端還是需要按照響應的順序來一一接收
• 所以說，無論是HTTP1.0還是HTTP1.1提出了Pipelining理論，還是會出現阻塞的情況。從專業的名詞上說這種情況，叫做線頭阻塞（Head of line blocking）簡稱：HOLB

2.1.3HTTP1.1和HTTP2區別

HTTP2與HTTP1.1最重要的區別就是解決了線頭阻塞的問題！其中最重要的改動是：多路復用 (Multiplexing)

• 多路復用意味著線頭阻塞將不在是一個問題，允許同時通過單一的 HTTP/2 連接發起多重的請求-響應消息，合並多個請求為一個的優化將不再適用。
  • (我們知道：HTTP1.1中的Pipelining是沒有付諸於實際的)，之前為了減少HTTP請求，有很多操作將多個請求合並，比如：Spriting(多個圖片合成一個圖片)，內聯Inlining(將圖片的原始數據嵌入在CSS文件裏面的URL裏），拼接Concatenation(一個請求就將其下載完多個JS文件)，分片Sharding(將請求分配到各個主機上)......

使用了HTTP2可能是這樣子的：

HTTP2所有性能增強的核心在於新的二進制分幀層(不再以文本格式來傳輸了)，它定義了如何封裝http消息並在客戶端與服務器之間傳輸。

看上去協議的格式和HTTP1.x完全不同了，實際上HTTP2並沒有改變HTTP1.x的語義，只是把原來HTTP1.x的header和body部分用frame重新封裝了一層而已

HTTP2連接上傳輸的每個幀都關聯到一個“流”。流是一個獨立的，雙向的幀序列可以通過一個HTTP2的連接在服務端與客戶端之間不斷的交換數據。

實際上運輸時：

HTTP2還有一些比較重要的改動：

• 使用HPACK對HTTP/2頭部壓縮
• 服務器推送
  • HTTP2推送資料：https://segmentfault.com/a/1190000015773338
• 流量控制
  • 針對傳輸中的流進行控制(TCP默認的粒度是針對連接)
• 流優先級（Stream Priority）它被用來告訴對端哪個流更重要。

2.2HTTP2總結

HTTP1.1新改動：

• 持久連接
• 請求管道化
• 增加緩存處理（新的字段如cache-control）
• 增加Host字段、支持斷點傳輸等

HTTP2新改動：

• 二進制分幀
• 多路復用
• 頭部壓縮
• 服務器推送

參考資料：

• HTTP2 GitBook電子書(中文版)：https://legacy.gitbook.com/book/ye11ow/http2-explained/details
• HTTP/2.0 相比1.0有哪些重大改進？https://www.zhihu.com/question/34074946
• HTTP/2 新特性淺析：https://segmentfault.com/a/1190000002765886
• HTTP2學習資料：https://imququ.com/post/http2-resource.html
• HTTP2簡介和基於HTTP2的Web優化：http://caibaojian.com/toutiao/6641
• http2原理入門：https://blog.qingf.me/?p=600
• HTTP/2 對現在的網頁訪問，有什麽大的優化呢？體現在什麽地方？https://www.zhihu.com/question/24774343/answer/96586977
• HTTP/2筆記之流和多路復用：http://www.blogjava.net/yongboy/archive/2015/03/19/423611.aspx

2.3HTTPS再次回顧

之前在面試的時候被問到了HTTPS，SSL這樣的知識點，也沒答上來，這裏也簡單整理一下。

首先還是來解釋一下基礎的東東：

• 對稱加密：
  • 加密和解密都是用同一個密鑰
• 非對稱加密：
  • 加密用公開的密鑰，解密用私鑰
  • (私鑰只有自己知道，公開的密鑰大家都知道)
• 數字簽名：
  • 驗證傳輸的內容是對方發送的數據
  • 發送的數據沒有被篡改過
• 數字證書（Certificate Authority）簡稱CA
  • 認證機構證明是真實的服務器發送的數據。

3y的通訊之路：

• 遠古時代：3y和女朋友聊天傳輸數據之間沒有任何的加密，直接傳輸
  • 內容被看得一清二楚，毫無隱私可言
• 上古時期：使用對稱加密的方式來保證傳輸的數據只有兩個人知道
  • 此時有個問題：密鑰不能通過網絡傳輸(因為沒有加密之前，都是不安全的)，所以3y和女朋友先約見面一次，告訴對方密碼是多少，再對話聊天。
• 中古時期：3y不單單要跟女朋友聊天，還要跟爸媽聊天的哇(同樣不想泄漏了自己的通訊信息)。那有那麽多人，難道每一次都要約來見面一次嗎？(說明維護多個對稱密鑰是麻煩的！)--->所以用到了非對稱加密
  • 3y自己保留一份密碼，獨一無二的(私鑰)。告訴3y女朋友，爸媽一份密碼(這份密碼是公開的，誰都可以拿--->公鑰)。讓他們給我發消息之前，先用那份我告訴他們的密碼加密一下，再發送給我。我收到信息之後，用自己獨一無二的私鑰解密就可以了！
• 近代：此時又出現一個問題：雖然別人不知道私鑰是什麽，拿不到你原始傳輸的數據，但是可以拿到加密後的數據，他們可以改掉某部分的數據再發送給服務器，這樣服務器拿到的數據就不是完整的了。
  • 3y女朋友給3y發了一條信息”3y我喜歡你“，然後用3y給的公鑰加密，發給3y了。此時不懷好意的人截取到這條加密的信息，他破解不了原信息。但是他可以修改加密後的數據再傳給3y。可能3y拿到收到的數據就是”3y你今晚跪鍵盤吧“
• 現代：拿到的數據可能被篡改了，我們可以使用數字簽名來解決被篡改的問題。數字簽名其實也可以看做是非對稱加密的手段一種，具體是這樣的：得到原信息hash值，用私鑰對hash值加密，另一端用公鑰解密，最後比對hash值是否變了。如果變了就說明被篡改了。(一端用私鑰加密，另一端用公鑰解密，也確保了來源)
• 目前現在：好像使用了數字簽名就萬無一失了，其實還有問題。我們使用非對稱加密的時候，是使用公鑰進行加密的。如果公鑰被偽造了，後面的數字簽名其實就毫無意義了。講到底：還是可能會被中間人攻擊~此時我們就有了CA認證機構來確認公鑰的真實性！

對於數字簽名和CA認證還是不太了解參考一下

• 阮一峰：http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html
• 什麽是數字簽名和證書？https://www.jianshu.com/p/9db57e761255

回到我們的HTTPS，HTTPS其實就是在HTTP協議下多加了一層SSL協議(ps:現在都用TLS協議了)

HTTPS采用的是混合方式加密：

過程是這樣子的：

• 用戶向web服務器發起一個安全連接的請求
• 服務器返回經過CA認證的數字證書，證書裏面包含了服務器的public key(公鑰)
• 用戶拿到數字證書，用自己瀏覽器內置的CA證書解密得到服務器的public key
• 用戶用服務器的public key加密一個用於接下來的對稱加密算法的密鑰，傳給web服務器
  • 因為只有服務器有private key可以解密，所以不用擔心中間人攔截這個加密的密鑰
• 服務器拿到這個加密的密鑰，解密獲取密鑰，再使用對稱加密算法，和用戶完成接下來的網絡通信

所以相比HTTP，HTTPS 傳輸更加安全

• （1） 所有信息都是加密傳播，黑客無法竊聽。
• （2） 具有校驗機制，一旦被篡改，通信雙方會立刻發現。
• （3） 配備身份證書，防止身份被冒充。

參考資料：

• 數字簽名、數字證書、SSL、https是什麽關系？https://www.zhihu.com/question/52493697/answer/131015846
• 淺談SSL/TLS工作原理：https://zhuanlan.zhihu.com/p/36981565
• HTTPS系列:https://tech.upyun.com/article/192/HTTPS%E7%B3%BB%E5%88%97%E5%B9%B2%E8%B4%A7%EF%BC%88%E4%B8%80%EF%BC%89%EF%BC%9AHTTPS%20%E5%8E%9F%E7%90%86%E8%AF%A6%E8%A7%A3.html
• 網站HTTP升級HTTPS完全配置手冊：https://www.cnblogs.com/powertoolsteam/p/http2https.html

三、總結

我只是在學習的過程中，把自己遇到的問題寫出來，整理出來，希望可以對大家有幫助。如果文章有錯的地方，希望大家可以在評論區指正，一起學習交流~

參考資料：

• 《圖解HTTP》

如果文章有錯的地方歡迎指正，大家互相交流。習慣在微信看技術文章，想要獲取更多的Java資源的同學，可以關註微信公眾號:Java3y。為了大家方便，剛新建了一下qq群：742919422，大家也可以去交流交流。謝謝支持了！希望能多介紹給其他有需要的朋友

文章的目錄導航：

• https://zhongfucheng.bitcron.com/post/shou-ji/wen-zhang-dao-hang

HTTP2和HTTPS來不來了解一下？