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OkHttp完全解析(七)SPDY協議詳細介紹

SPDY是什麼?

SPDY Google 開發的基於傳輸控制協議 (TCP) 應用層協議,開發組正在推動 SPDY 成為正式標準(現為網際網路草案)。SPDY 協議旨在通過壓縮、多路複用和優先順序來縮短網頁的載入時間和提高安全性。(SPDY Speedy 的暱音,意思是更快)

SPDY HTTP 的關係

SPDY 協議只是在效能上對 HTTP 做了很大的優化,其核心思想是儘量減少連線個數,而對於 HTTP 的語義並沒有做太大的修改。具體來說是,SPDY 使用了 HTTP 的方法和頁首,但是刪除了一些頭並重寫了 HTTP 中管理連線和資料轉移格式的部分,所以基本上是相容 HTTP

的。

Google SPDY 白皮書裡表示要向協議棧下面滲透並替換掉傳輸層協議(TCP),但是因為這樣無論是部署起來還是實現起來暫時相當困難,因此 Google 準備先對應用層協議 HTTP 進行改進,先在 SSL 之上增加一個會話層來實現 SPDY 協議,而 HTTP GET POST 訊息格式保持不變,即現有的所有服務端應用均不用做任何修改。

因此在目前,SPDY 的目的是為了加強 HTTP,是對 HTTP 一個更好的實現和支援。至於未來 SPDY 得到廣泛應用後會不會演一出狸貓換太子,替換掉 HTTP 並徹底顛覆整個 Internet 就是 Google 的事情了。

為什麼要重新建立一個 SPDY ?

距離全球資訊網之父蒂姆·伯納斯-李發明並推動 HTTP 成為如今網際網路最流行的協議已經過去十幾年了(現用 HTTP 1.1 規範也停滯了 13 年了),隨著現在 WEB 技術的飛速發展尤其是 HTML5 的不斷演進,包括 WebSockets 協議的出現以及當前網路環境的改變、傳輸內容的變化,當初的 HTTP 規範已經逐漸無法滿足人們的需要了,HTTP 需要進一步發展,因此 HTTPbis 工作組已經被組建並被授權考慮 HTTP 2.0 ,希望能解決掉目前 HTTP 所帶來的諸多限制。而 SPDY 正是 Google HTTP 即將從 1.1 跨越到 2.0 之際推出的試圖成為下一代網際網路通訊的協議,長期以來一直被認為是

HTTP 2.0 唯一可行選擇。

HTTP 協議的不足

1. 單路連線 請求低效

HTTP 協議的最大弊端就是每個 TCP 連線只能對應一個 HTTP 請求,即每個 HTTP 連線只請求一個資源,瀏覽器只能通過建立多個連線來解決。此外在 HTTP 中對請求是嚴格的先入先出(FIFO)進行的,如果中間某個請求處理時間較長會阻塞後面的請求。

(注:雖然 HTTP pipelining 對連線請求做了改善,但複雜度增加很大,並未普及)

2. HTTP 只允許由客戶端主動發起請求

服務端只能等待客戶端傳送一個請求,在可以滿足預載入的現狀是一種桎梏。

3. HTTP 頭冗餘

HTTP 頭在同一個會話裡是反覆傳送的,中間的冗餘資訊,比如 User-AgentHost 等不需要重複傳送的資訊也在反覆傳送,浪費頻寬和資源。

SPDY 協議的優點

1. 多路複用 請求優化

SPDY 規定在一個 SPDY 連線內可以有無限個並行請求,即允許多個併發 HTTP 請求共用一個 TCP會話。這樣 SPDY 通過複用在單個 TCP 連線上的多次請求,而非為每個請求單獨開放連線,這樣只需建立一個 TCP 連線就可以傳送網頁上所有資源,不僅可以減少訊息互動往返的時間還可以避免建立新連線造成的延遲,使得 TCP 的效率更高。

此外,SPDY 的多路複用可以設定優先順序,而不像傳統 HTTP 那樣嚴格按照先入先出一個一個處理請求,它會選擇性的先傳輸 CSS 這樣更重要的資源,然後再傳輸網站圖示之類不太重要的資源,可以避免讓非關鍵資源佔用網路通道的問題,提升 TCP 的效能。

2. 支援伺服器推送技術

伺服器可以主動向客戶端發起通訊向客戶端推送資料,這種預載入可以使使用者一直保持一個快速的網路。

3. SPDY 壓縮了 HTTP 頭

捨棄掉了不必要的頭資訊,經過壓縮之後可以節省多餘資料傳輸所帶來的等待時間和頻寬。

4. 強制使用 SSL 傳輸協議

Google 認為 Web 未來的發展方向必定是安全的網路連線,全部請求 SSL 加密後,資訊傳輸更加安全。

SPDY 協議的意義

按照 Google 的說法,SPDY 被創造出來的唯一目的就是讓 Web 更快(strive to make the whole web fast),其名字 SPDYSpeedy也似乎在暗示著這一點。那麼 SPDY 的意義又在哪裡呢?

1. 普通使用者:

對於使用者來說,隱藏在瀏覽器下面的 SPDY 相比 HTTP 沒有任何區別,但是我們可以感覺到 Google 服務在 Chrome 下異常的快,這就是 SPDY 的功勞了。此外網站資訊傳輸加密後不用擔心資訊被擷取等,大大增加了安全性和保密性。

2. 前端人員:

對於前端工程師們來說,提升頁面效率是一件很重要的事情,目前大多采用像 CSS Sprites 等方法來優化網站,對於因為頁面載入時每張圖片、icon 都請求一個連線甚至採用在不同頁面引用不同圖片來降低一個頁面內圖片的請求數量。而現在有了 SPDY 的請求優化可以將請求順序進行重排,這樣可以在很大程度上緩解頁面載入時圖片請求帶來的影響。例如像極客公園的報名頁面,如果報名使用者過多,例如極客公園2012年創新大會極客公園第 27 期長城會,可以很明顯的感覺出頭像的請求會拖累整體頁面載入變慢甚至變卡,相信對於這點,經常上淘寶或刷微博的會深有體會,一旦網速稍微慢點就會出現頁面載入異常,還有像蘋果 App Store(除去伺服器因為地區的延遲),豌豆莢這類應用分發平臺上應用圖示重新整理緩慢等,如下面這個視訊所示。

3. 運維人員:

SPDY 在降低連線數目的同時,還使得伺服器上每個客戶端佔用的資源也減少,從而可以釋放出更多記憶體和 CPU 。此外 SPDY 綜合起來可以將瀏覽速度提升一倍,頁面載入延遲方面的改進達 64%

眾家支援的 SPDY 協議

如果你在使用 Chrome 瀏覽器,同時使用像 Gmail Google 的網路服務的話,其實你已經不再是通過 HTTP 訪問這些服務了。在瀏覽器開啟 chrome://net-internals/#spdy 就會發現你已經在使用 SPDY 協議了。(除了包括 Google 自家的 GmailGoogle Plus Google 系服務外,其他公共站點例如 Twitter Webtide 也已經支援該協議。在國內,基於 WebKit 的豌豆莢 2.0 也曾表示將引進ChromeSPDY技術來進一步提升速度

就像上圖所示的那樣,SPDY 的實現需要瀏覽器客戶端和 Web 伺服器同時支援。在客戶端瀏覽器這快 Google自家的 Chrome Chromium 全系列不用說,都已經支援SPDY Mozilla 家的 Firefox Firefox 13 也預設開啟對 SPDY 的支援。而亞馬遜家的 Silk 利用 SPDY 的深度其實不比 Google 自家的 Chrome Firefox 差。

Web 伺服器方面包括最流行和最廣泛的 Apache 在內,NettyJeetyVarnishErlang Hightide 應用伺服器以及面向 node.js 的伺服器也都已經宣佈支援 SPDY。(Nginx 也表示將支援 SPDY

如何部署 SPDY?

近日 Google 正式釋出了適用於最流行 Web 伺服器 Apache 的外掛 mod_spdy,將其下載安裝後你的 Apache 伺服器就能使用 SPDY 協議與相容 SPDY 協議的瀏覽器如 ChromeFireFox 等進行通訊。像之前所說的那樣,SPDY 是執行在 HTTPS 上,非 HTTPS 流量並不會受到 mod_spdy 影響。

SPDY 部署要求:

1. Apache 2.2 (≥2.2.4) 
2. mod_ssl
模組開啟

SPDY 部署步驟:

1. 下載 mod_spdy 模組

下載頁面下載對應系統的安裝包

2. 安裝 mod_spdy 模組

在系統終端執行下面命令列

dpkg -i mod-spdy-*.deb
apt-get -f install

-系統為 Debian/Ubuntu

------------------------------------------------------------

yum install at (if you do not already have 'at' installed)
rpm -U mod-spdy-*.rpm

-系統為 CentOS/Fedora

3. 重啟伺服器(Apache)

sudo /etc/init.d/apache2 restart Debian/Ubuntu

4. 確定開啟與否

開啟 Chrome 瀏覽器,輸入並前往 chrome://net-internals/#spdy 頁面,檢視主機名稱是否出現在標識欄中。如果出現說明已經部署完畢,如果沒有出現去伺服器錯誤日誌(error.log)裡查詢。

未來的web基礎?

在最新的協議文件 Google 重新將 SPDY 分為了兩層,其中一層被描述為 HTTP-like,大有取代 HTTP 的意圖(Google 最近的一篇文章已經直呼SPDY “a replacement for HTTP”)。同時 HTTP 2.0 標準制定工作組(HTTPbis)也表示,SPDY 很有希望接替當前的 HTTP 傳輸實現

考慮到 Chrome 和安卓的份額以及標準的推動,相信 SPDY 會有一個好前景。因此選擇此刻支援 SPDY 也是明智的選擇。

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