一篇让你彻底了解HTTP 的前世今生

Web 使用一种名为 HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）的协议作为规范，完成从客户端到服务器端等一系列运作流程。而协议是指规则则的约定。可以说，Web 是建立在 HTTP 协议上通信的。

HTTP 通常被译为超文本传输协议，但这种译法并不严谨。严谨的译名应该为“超文本转移协议”。

起初

1989 年 3 月，互联网还只属于少数人。在这一互联网的黎明期， HTTP 诞生了。

设想

CERN（欧洲核子研究组织）的蒂姆 • 伯纳斯 - 李（Tim BernersLee）博士提出了一种能让远隔两地的研究者们共享知识的设想。

最初设想的基本理念是：借助多文档之间相互关联形成的超文本（HyperText），连成可相互参阅的 WWW（World Wide Web，万维网）。

WWW 构建技术

现在已提出了 3 项 WWW 构建技术，分别是：

1.把 SGML（Standard Generalized Markup Language，标准通用标记语言）作为页面的文本标记语言的 HTML（HyperText Markup Language，超文本标记语言）；

2.作为文档传递协议的 HTTP ；

3.指定文档所在地址的 URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）。

WWW 这一名称，是 Web 浏览器当年用来浏览超文本的客户端应用程序时的名称。现在则用来表示这一系列的集合，也可简称为 Web。

成长史

1990 年 11 月，CERN 成功研发了世界上第一台 Web 服务器和 Web 浏览器。两年后，1992 年 9 月，日本第一个网站的主页上线了。

详细原资料：日本第一个主页

http://www.ibarakiken.gr.jp/www/

1990 年，大家针对 HTML1.0 草案进行了讨论，因HTML1.0 中存在多处模糊不清的部分，草案被直接废弃了。

详细原资料：HTML1.0

http://www.w3.org/MarkUp/draft-ietf-iiir-html-01.txt

1993 年 1 月，现代浏览器的祖先 NCSA（National Center for Supercomputer Applications，美国国家超级计算机应用中心）研发的 Mosaic 问世了。它以 in-line（内联）等形式显示 HTML的图像，在图像方面出色的表现使它迅速在世界范围内流行开来同年秋天，Mosaic 的 Windows 版和 Macintosh 版面世。使用 CGI 技术的 NCSA Web 服务器、NCSA HTTPd 1.0 也差不多是在这个时期出现的。

详细原资料：NCSA Mosaic bounce page

http://archive.ncsa.illinois.edu/mosaic.html

1994 年的 12 月，网景通信公司发布了 Netscape Navigator 1.0，1995年微软公司发布 Internet Explorer 1.0 和 2.0。

紧随其后的是现在已然成为 Web 服务器标准之一的 Apache，当时它以 Apache 0.2 的姿态出现在世人眼前。而 HTML也发布了 2.0 版本。那一年，Web 技术的发展突飞猛进。

时光流转，从 1995 年左右起，微软公司与网景通信公司之间爆发的浏览器大战愈演愈烈。两家公司都各自对HTML做了扩展，于是导致在写 HTML页面时，必须考虑兼容他们两家公司的浏览器。时至今日，这个问题仍令那些写前端页面的工程师感到棘手。

在这场浏览器供应商之间的竞争中，他们不仅对当时发展中的各种 Web 标准化视而不见，还屡次出现新增功能没有对应说明文档的情况。

2000 年前后，这场浏览器战争随着网景通信公司的衰落而暂告一段落。但就在 2004 年，Mozilla 基金会发布了 Firefox 浏览器，第二次浏览器大战随即爆发Internet Explorer 浏览器的版本从6升到7前后花费了5年时间。之后接连不断地发布了 8、9、10 版本。另外，Chrome、Opera、Safari 等浏览器也纷纷抢占市场份额。

HTTP/0.9

HTTP 于 1990 年问世。那时的 HTTP 并没有作为正式的标准被建立。

1991年，万维网协会（World Wide Web Consortium，W3C）和互联网工程任务组（IETF）制定了 HTTP 0.9 标准。因为那个年代互联网还在普及，加上网速带宽低，所以 HTTP 0.9 只支持 GET 请求。因此被称为 HTTP/0.9。现在的 HTTP 其实含有 HTTP1.0 之前版本的意思。

HTTP/1.0

HTTP 正式作为标准被公布是在 1996 年的 5 月，版本被命名为 HTTP/1.0，并记载于 RFC1945。虽说是初期标准，但该协议标准至今仍被广泛使用在服务器端。

HTTP 协议新增很多内容。首先是请求方式的多样化，从单一的 GET 请求，增加了 POST 命令和 HEAD 命令。除此之外，还支持发送任何格式的内容。这两项新增内容，不仅使得互联网不仅可以传输文字、传输图像、视频、二进制文件，还丰富了浏览器与服务器的互动方式。这为互联网的大发展奠定了基础。

再次，HTTP请求和回应的格式也变了。除了数据部分，每次通信都必须包括头信息（HTTP header），用来描述一些元数据。其他的新增功能还包括状态码（status code）、多字符集支持、多部分发送（multi-part type）、权限（authorization）、缓存（cache）、内容编码（content encoding）等。

但 HTTP/1.0 还是存在缺点：

第一点是：连接无法复用。HTTP 1.0 规定浏览器与服务器只保持短暂的连接，浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接，服务器完成请求处理后立即断开TCP连接，服务器不跟踪每个客户也不记录过去的请求。如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接。

第二点是：Head-Of-Line Blocking（HOLB，队头阻塞）。HOLB 是指一系列包（package）因为第一个包被阻塞；当页面中需要请求很多资源的时候，HOLB 会导致在达到最大请求数量时，剩余的资源需要等待其它资源请求完成后才能发起请求。这会导致带宽无法被充分利用，以及后续健康请求被阻塞。

详细原资料：RFC1945 - Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.0

http://www.ietf.org/rfc/rfc1945.txt

HTTP/1.1

W3C 组织为了解决 HTTP 1.0 遗留的问题，1997 年 1 月公布的 HTTP/1.1 是目前主流的 HTTP 协议版本。当初的标准是 RFC2068，之后发布的修订版 RFC2616 就是当前的最新版本。

具体优化点：

缓存处理：在 HTTP 1.0 中主要使用 header 里的 If-Modified-Since,Expires 来做为缓存判断的标准，HTTP 1.1则引入了更多的缓存控制策略例如 Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。

带宽优化及网络连接的使用：针对网络开销大的问题，HTTP 1.1 在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。

错误通知的管理：在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码。

长链接：HTTP/1.1 加入 Connection：keep-alive 可以复用一部分连接，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。

HTTP 1.1 局限

不能多路复用：虽然加入 keep-alive 可以复用一部分连接，但域名分片等情况下仍然需要建立多个 connection，耗费资源，给服务器带来性能压力。

浏览器限制了同一个域名下的请求数量：pipeling 只部分解决了 HOLB。HTTP 1.1 尝试使用 pipeling 来解决队头阻塞问题，即浏览器可以一次性发出多个请求（同个域名、同一条 TCP 链接）。但 pipeling 要求返回是按序的，那么前一个请求如果很耗时（比如处理大图片），那么后面的请求即使服务器已经处理完，仍会等待前面的请求处理完才开始按序返回。

协议开销大。

有时传输的成本大：HTTP/1 在使用时，header 里携带的内容过大，在一定程度上增加了传输的成本，并且每次请求 header 基本不怎么变化，尤其在移动端增加用户流量。

当前主流的协议版本还是HTTP/1.1版本。

详细原资料：RFC2616 - Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1

http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt

HTTP 2.0

互联网的发展还是受到网络速度的限制。有个调侃的话，永远不要忽略一辆载满磁带的在高速公路上飞驰的卡车的带宽。大概意思说数据量大到一定程度时，物理运输无论是速度、安全性、便捷性都比网络传输好。

谷歌是业务首先提出云计算的概念；加上谷歌的公司文化特点是自己内部信息公开、透明，每个人都能了解到其他任何人当前的工作计划、代码等。谷歌为了解决内部系统传输数据慢的问题，自行研发的 SPDY 协议，目的是以最小化网络延迟，提升网络速度，解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。

谷歌于2009 年公开了 SPDY 协议，W3C 组织协议不错。于是乎，W3C 将 SPDY 协议引入到 HTTP 协议中，在 2012 年发布 HTTP 2.0。

具体优化点：

二进制格式传输数据：PDY 协议是在 TCP 协议之上。相比 HTTP/1 的文本格式，HTTP/2 采用二进制格式传输数据，解析起来更高效，（头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"（frame）：头信息帧和数据帧。二进制协议的一个好处是，可以定义额外的帧。HTTP/2 定义了近十种帧，为将来的高级应用打好了基础。如果使用文本实现这种功能，解析数据将会变得非常麻烦，二进制解析则方便得多）。同时，还支持对 Header 压缩，减少头部的包体积大小。

双工模式：为了解决1.1版本利用率不高的问题，增加双工模式，即不仅客户端能够同时发送多个请求，服务端也能同时处理多个请求，解决了队头堵塞的问题。（HTTP2.0使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，这个技术可以只通过一个 TCP连接就可以传输所有的请求数据。多路复用可以绕过浏览器限制同一个域名下的请求数量的问题。而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级，进而提高了网页的性能）

提高利用率：HTTP请求和响应中，状态行和请求/响应头都是些信息字段，并没有真正的数据，因此在2.0版本中将所有的信息字段建立一张表，为表中的每个字段建立索引，客户端和服务端共同使用这个表，他们之间就以索引号来表示信息字段，这样就避免了1.0旧版本的重复繁琐的字段，并以压缩的方式传输，提高利用率。

服务器推送：不经请求服务端主动向客户端发送数据。

HTTP 3.0（QUIC）

QUIC (Quick UDP Internet Connections), 快速 UDP 互联网连接。

TCP 协议虽然能保证不丢包，但还是存在一些局限性。谷歌为了提高Web联网的速度决定推倒重来，吸收 TCP 快速打开的技术，缓存当前会话的上下文等优点，基于 UDP 协议研发一种名为QUIC （全称是“快速UDP互联网连接”）的实验性网络协议，并且使用运用在 Chrome 浏览器上。

具体优化点：

线头阻塞(HOL)问题彻底解决：基于TCP的HTTP/2，尽管从逻辑上来说，不同的流之间相互独立，不会相互影响，但在实际传输方面，数据还是要一帧一帧的发送和接收，一旦某一个流的数据有丢包，则同样会阻塞在它之后传输的流数据传输。而基于UDP的QUIC协议则可以更为彻底地解决这样的问题，让不同的流之间真正的实现相互独立传输，互不干扰。

切换网络时连接保持：当前移动端的应用环境，用户的网络可能会经常切换，比如从办公室或家里出门，WiFi断开，网络切换为3G或4G。基于TCP的协议，由于切换网络之后，IP会改变，因而之前的连接不可能继续保持。而基于UDP的QUIC协议，则可以内建与TCP中不同的连接标识方法，从而在网络完成切换之后，恢复之前与服务器的连接。

我们可以在 Chrome 浏览器地址栏上输入 chrome://flags/ 来体验 QUIC。