HTTP/2 frame format

以往的HTTP，我们习惯了和head /body 打交道。而在HTTP2，取而代之的是幀（Frame）。它将会成为协议中的最小通讯单位——所有的数据，head，body都会打包到Frame内发送。Frame 有很多类型，比如 header frame, data frame （以后...，不本文就会继续讲到）。

通过Frame 好处多多（还有后面要提到的流），一起可以完成多播和次序交错的通讯——很大的新特性。

开门见山，看看幀格式(头 9 字节是幀头部，后面的都是有效载荷)：

 +-----------------------------------------------+
 |                 Length (24)                   |
 +---------------+---------------+---------------+
 |   Type (8)    |   Flags (8)   |
 +-+-------------+---------------+-------------------------------+
 |R|                 Stream Identifier (31)                      |
 +=+=============================================================+
 |                   Frame Payload (0...)                      ...
 +---------------------------------------------------------------+

Frame 构成定义：

 - **Length** :帧主体长度。24 bits unsigned int
 - **Type** ： 类型(8 bits)。
 - **Flags** ： 特定的Type，有一组特定的flag，以便对type做更多约定
 - **R** : 保留(1bit)。语义未设置并且必须在发送的时候设置为 0 
 - **Stream Identifier** : 流标识符(31 bytes）。

每次看到报文格式定义中‘保留’字样我就乐不可支。我太喜欢标准定义者的作派了。

因为，‘保留’就是，可以不看不了解它。所以这样看起来，其实Frame Head就3条有意义的字段，分别指明： Frame的类型、Frame的内容长度、Frame 所属的流。世界清净了。至于‘长度’，当然重要，可是不写程序码之前，也可以不看。

细化类型Type

差不多就是照抄下规范了 ：）

Frame Type      Code    
DATA            0x0 
HEADERS         0x1 
PRIORITY        0x2 
RST_STREAM      0x3 
SETTINGS        0x4 
PUSH_PROMISE    0x5 
PING            0x6 
GOAWAY          0x7 
WINDOW_UPDATE   0x8 
CONTINUATION    0x9 

细化length

Length是指有效载荷（Payload）的长度。不包括Frame Header的长度（是啊，没有必要嘛）。比如我们要发送一个16进制的‘12345678’ 给对方，Length 就是 4 ，不是 8+ 4 = 12 。

细化Stream

为什么说需要标示流呢？ 因为HTTP2场景下，TCP Connection不再只有一对请求+响应了——可以有多个响应。这些响应打包到多个Frame，在一个 Connection 上混合交错的发。接收方必须知道每个Frame属于那个Response，这就是流所标示的了。

有点不清不楚，不过，我会上代码的。语言停止之处，代码发生。

案例

我们要发送 0x12345678，流编号为 10 ，类型为DATA，那么这个Frame的16进制表达就是：

'000004' + '00' + '00' + '0000000A' +   '12345678'

Testcase

如下为go语言的代码testcase，对一个数据Frame做编码和解码，双向验证一个 frame的生成过程。代码来自:

func TestWriteData(t *testing.T) {
    fr, buf := testFramer()
    var streamID uint32 = 1<<24 + 2<<16 + 3<<8 + 4
    data := []byte("ABC")
    fr.WriteData(streamID, true, data)
    const wantEnc = "\x00\x00\x03\x00\x01\x01\x02\x03\x04ABC"
    if buf.String() != wantEnc {
        t.Errorf("encoded as %q; want %q", buf.Bytes(), wantEnc)
    }
    f, err := fr.ReadFrame()
    if err != nil {
        t.Fatal(err)
    }
    df, ok := f.(*DataFrame)
    if !ok {
        t.Fatalf("got %T; want *DataFrame", f)
    }
    if !bytes.Equal(df.Data(), data) {
        t.Errorf("got %q; want %q", df.Data(), data)
    }
    if f.Header().Flags&1 == 0 {
        t.Errorf("didn't see END_STREAM flag")
    }
}

细化Flag

上面提到了特定的Type，有不同的Flag，到底有什么？（TODO: 看了代码来补充细节：）

图来自于：http://search.cpan.org/~crux/Protocol-HTTP2-0.14/lib/Protocol/HTTP2/Frame.pm

Ref：

1. 一个github的repo，内有丰富的Frame种类和编码后的字节结果
2. go 写的http2库，作者说以后会变成标准库。所以，特别值得看，比1还容易懂

疑问（已解决,文字已经更改）

标准提到的Frame Header是 8字节。但是 4 代码中，header长度为 9 ；node-http2 内的lib/framer.js 内func commonHeader也是长度9的header。看起来和标准是矛盾的？我哪里没有弄明白呢。