HTTP 协议的前世今生

HTTP 协议全称是超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol），这里面需要理解三个地方：超文本、传输、协议，下面就从 HTTP 协议的历史讲起。

20 世纪 60 年代，美国国防部高等研究计划署（ARPA）建立了 ARPA 网，它有四个分布在世界各地的节点，被认为是互联网的始祖。

到了 70 年代，基于对 ARPA 网络的实践和思考，研究人员发明出了著名的 TCP/IP 协议，并在 80 年代中期进入了 UNIX 内核，使更多计算机接入了互联网。

HTTP 诞生

这位大师叫蒂姆·伯纳斯·李（Tim Berners-Lee），是万维网的创始人，简单点说，是当代互联网的创始人。

在 1989 年，他发表了一篇论文，提出了在互联网上构建超链接文档系统的构想，在这篇论文里他确立了三项关键技术：

• URI：统一资源标识符，作为互联网上资源的唯一标识
• HTML：超文本标记语言，描述超文本文档
• HTTP：超文本传输协议，用来传输超文本

这三项技术直接奠定了我们当今 Web 世界的技术，蒂姆把它称为万维网（World Wide Web）。

所以，1989 年，HTTP 诞生了。

HTTP/0.9

在 20 世纪 90 年代初，互联网世界还是一片荒漠，计算机处理能力低下，存储容量小，网速很慢。网络上的绝大多数资源都是纯文本资源，所以 HTTP 协议也是纯文本格式的。

为了便于服务器和客户端处理，蒂姆最初设想的系统里的文档都是只读的，所以只允许用户通过 GET 请求从服务器上获取 HTML 文档，并且在响应之后立即关闭连接，功能非常有限。

这一版 HTTP 协议虽然很简单，但是作为一个原型，充分验证了 Web 服务的可行性。

HTTP/1.0

1993 年，美国国家超级计算应用中心（NCSA）开发出了 Mosaic，是第一个可以图文混排的浏览器，随后又在 1995 年开发出了服务器软件 Apache，简化了 HTTP 服务的搭建工作。

同一时期，在 1992 年发明了 JPEG 图像格式，1995 年发明了 MP3 音乐格式。

这些新技术的出现，促使 HTTP 协议开始添加各种特性，从用户需求的角度促进了 HTTP 协议的发展。

在已有实践的基础上，经过一系列的草案，HTTP/1.0 在 1996 年正式发布。主要增加了以下几部分内容：

• 增加了 HEAD/POST 等新方法
• 增加了响应状态码
• 增加了版本号
• 增加了 Header 头部的概念
• 增加了 Content-Type，传输数据不再仅限于文本

但是 HTTP/1.0 并不是一个标准，只是记录已有实践和模式的一份参考文档，不具有实际的约束力，相当于一个备忘录。

HTTP/1.1

1999 年，HTTP/1.1 发布了 RFC 文档，编号为 2616，从版本号我们就可以看到，HTTP/1.1 是对 HTTP/1.0 的小幅度修正。但是一个重要区别是，它是一个正式的标准，而不是一份参考文档。但是 HTTP/1.1 说是小幅度修正也不太确切，这里面主要变更点有：

• 增加了 PUT/DELETE/OPITIONS 等新方法
• 增加了缓存控制和管理 Cache Control
• 明确了连接管理，允许持久连接 Keepalive
• 允许响应数据分块，利于传输大文件（Chunked）
• 强制要求 Host 头

我们当今世界的所有知名网站，都是在这个时间点左右创立的，可以说有了 HTTP/1.1，才开创了 Web 1.0、Web 2.0 时代。

不过，由于 HTTP/1.1 太过庞大和复杂，因此在 2014 年又进行了一次修订，拆分为六份较小的文档，7230 /7231/7232/7233/7234/7235

这六份文档增加了两个大的需求：

• 加大了 HTTP 的安全性，比如使用 TLS 协议

• 让 HTTP 可以支持更多的应用，目前已经支持四种网络协议：

  • 传统的短连接
  • 可重用 TCP 的长连接模型
  • 服务端 PUSH 模型
  • WebSocket 模型

HTTP/2

HTTP/1.1 存在两个问题：

1. 连接慢，请求是串行的，需要保证顺序，例如一个网页中可能会有多个资源
2. 性能差，HTTP/1.1 是以文本的方式，借助 CPU 的 zip 压缩方式减少网络带宽，但是耗费了 前端和后端的 CPU

2010 年，Google 推出了新的 SPDY 协议，并应用于自家的服务器，HTTP/2 就是以 SPDY 为基础的，它的特点主要是：

• 使用二进制传输，不再是纯文本
• 可以在一个 TCP 连接中并发多个 HTTP 请求，移除了 HTTP/1.1 中的串行请求
• 使用 HPACK 算法来压缩头部
• 允许服务器主动向客户端推送数据
• 增强了安全性，基于 TLS 协议

HTTP/3

HTTP/2 的主要问题有队头阻塞问题，也就是说，若干个 HTTP 请求在复用一个 TCP 的连接，那么一旦发生丢包，造成的问题就是所有的请求都必须等待这个丢了的包重传回来，哪怕这个包不是我这个 HTTP 请求的。

基于此，Google 发明了 QUIC（Quick UDP Internet Connections）协议，它是基于 UDP 的。因此，它就解决了以下几个问题：

• UDP 是无序的，因此不存在队头阻塞问题
• QUIC 有一套自己的丢包重传和拥塞控制的协议
• HTTPS 握手通常需要六次网络交互，QUIC 直接将 TLS 和 TCP 合并成了三次握手

所以，QUIC 是一个在 UDP 之上的伪 TCP + TLS + HTTP/2 的多路复用协议。在未来，QUIC 协议成熟了的话，是有可能取代 TCP 协议的。

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