消除 HTTP 瓶颈的 SPDY
Google 在 2010 年发布了 SPDY(取自 SPeeDY),其开发目标旨在解决 HTTP 的性能瓶颈,缩短 Web 页面的加载时间(50%)。
为尽可能实时地显示这些更新内容,服务器上一有内容更新,就需要直接把那些内容反馈到客户端的界面上。使用 HTTP 协议探知服务器上是否有内容更新,就必须频繁地从客户端到服务器端进行确认。
HTTP 标准就会成为瓶颈。
一条连接上只可发送一个请求。
请求只能从客户端开始。客户端不可以接收除响应以外的指令。
请求 / 响应首部未经压缩就发送。首部信息越多延迟越大。
发送冗长的首部。每次互相发送相同的首部造成的浪费较多。
可任意选择数据压缩格式。非强制压缩发送。
Ajax 的解决方法
Ajax(Asynchronous JavaScript and XML, 异 步 JavaScript 与 XML 技术)是一种有效利用 JavaScript 和 DOM(Document Object Model,文档对象模型)的操作,以达到局部 Web 页面替换加载的异步通信手段。和以前的同步通信相比,由于它只更新一部分页面,响应中传输的数据量会因此而减少。
Comet 的解决方法
一旦服务器端有内容更新了,Comet 不会让请求等待,而是直接给客户端返回响应。这是一种通过延迟应答,模拟实现服务器端向客户端推送(Server Push)的功能。
通常,服务器端接收到请求,在处理完毕后就会立即返回响应,但为了实现推送功能,Comet 会先将响应置于挂起状态,当服务器端有内
容更新时,再返回该响应。因此,服务器端一旦有更新,就可以立即反馈给客户端。内容可以做到实时更新,但为了保留响应,一次连接的持续时间也变长了。
SPDY 的设计与功能
SPDY 没有完全改写 HTTP 协议,而是在 TCP/IP 的应用层与运输层之间通过新加会话层的形式运作。同时,考虑到安全性问题,SPDY 规定通信中使用 SSL。
SPDY 以会话层的形式加入,控制对数据的流动,但还是采用 HTTP建立通信连接。因此,可照常使用 HTTP 的 GET 和 POST 等方 法、Cookie 以及 HTTP 报文等。
SPDY 的设计,HTTP 协议额外获得以下功能
多路复用流
通过单一的 TCP 连接,可以无限制处理多个 HTTP 请求。所有请求的处理都在一条 TCP 连接上完成,因此 TCP 的处理效率得到提高。
赋予请求优先级
SPDY 不仅可以无限制地并发处理请求,还可以给请求逐个分配优先级顺序。这样主要是为了在发送多个请求时,解决因带宽低而导致响应变慢的问题。
压缩 HTTP 首部
压缩 HTTP 请求和响应的首部。这样一来,通信产生的数据包数量和发送的字节数就更少了。
推送功能
支持服务器主动向客户端推送数据的功能。这样,服务器可直接发送
数据,而不必等待客户端的请求。
服务器提示功能
服务器可以主动提示客户端请求所需的资源。由于在客户端发现资源之前就可以获知资源的存在,因此在资源已缓存等情况下,可以避免发送不必要的请求。
SPDY 消除 Web 瓶颈
希望使用 SPDY 时,Web 的内容端不必做什么特别改动,而 Web 浏览器及 Web 服务器都要为对应 SPDY 做出一定程度上的改动。
因为 SPDY 基本上只是将单个域名( IP 地址)的通信多路复用,所以当一个 Web 网站上使用多个域名下的资源,改善效果就会受到限
制。SPDY 的确是一种可有效消除 HTTP 瓶颈的技术,但很多 Web 网站存在的问题并非仅仅是由 HTTP 瓶颈所导致。对 Web 本身的速度提升,比如改善 Web 内容的编写方式等。
使用浏览器进行全双工通信的WebSocket
利用 Ajax 和 Comet 技术进行通信可以提升 Web 的浏览速度。但问题在于通信若使用 HTTP 协议,就无法彻底解决瓶颈问题。WebSocket网络技术正是为解决这些问题而实现的一套新协议及 API。
WebSocket 的设计与功能
WebSocket,即 Web 浏览器与 Web 服务器之间全双工通信标准。
一旦 Web 服务器与客户端之间建立起 WebSocket 协议的通信连接,之后所有的通信都依靠这个专用协议进行。通信过程中可互相发送JSON、XML、HTML 或图片等任意格式的数据。
由于是建立在 HTTP 基础上的协议,因此连接的发起方仍是客户端,而一旦确立 WebSocket 通信连接,不论服务器还是客户端,任意一方都可直接向对方发送报文。
WebSocket 协议的主要特点。
推送功能
支持由服务器向客户端推送数据的推送功能。这样,服务器可直接发送数据,而不必等待客户端的请求。
减少通信量
只要建立起 WebSocket 连接,就希望一直保持连接状态。和 HTTP 相比,不但每次连接时的总开销减少,而且由于 WebSocket 的首部信息很小,通信量也相应减少了。
为了实现 WebSocket 通信,在 HTTP 连接建立之后,需要完成一次“握手”(Handshaking)的步骤。
握手·请求
为了实现 WebSocket 通信,需要用到 HTTP 的 Upgrade 首部字段,告知服务器通信协议发生改变,以达到握手的目的。
Sec-WebSocket-Key 字段内记录着握手过程中必不可少的键值。
Sec-WebSocket-Protocol 字段内记录使用的子协议。子协议按 WebSocket 协议标准在连接分开使用时,定义那些连接的名称。
握手·响应
对于之前的请求,返回状态码 101 Switching Protocols 的响应。
Sec-WebSocket-Accept 的字段值是由握手请求中的 Sec-WebSocket-Key 的字段值生成的。
成功握手确立 WebSocket 连接之后,通信时不再使用 HTTP 的数据帧,而采用 WebSocket 独立的数据帧。
WebSocket API
期盼已久的 HTTP/2.0
HTTP Speed + Mobility 由微软公司起草,是用于改善并提高移动端通信时的通信速度和性能的标准。它建立在 Google 公司提出的 SPDY与 WebSocket 的基础之上。
Network-Friendly HTTP Upgrade 主要是在移动端通信时改善 HTTP 性能的标准。
压缩 SPDY、Friendly
多路复用 SPDY
TLS 义务化 Speed+ Mobility
协商 Speed+ Mobility,Friendly
客户端拉曳(Client Pull)/服务器推送
(Server Push) Speed+ Mobility
流量控制 SPDY
WebSocket Speed+ Mobility
Web 服务器管理文件的 WebDAV
WebDAV(Web-based Distributed Authoring and Versioning,基于万维网的分布式创作和版本控制)是一个可对 Web 服务器上的内容直接进行文件复制、编辑等操作的分布式文件系统。它还具备文件创建者管理、文件编辑过程中禁止其他用户内容覆盖的加锁功能,以及对文件内容修改的版本控制功能。
集合(Collection):是一种统一管理多个资源的概念。以集合为单位可进行各种操作。也可实现类似集合的集合这样的叠加。
资源(Resource):把文件或集合称为资源。
属性(Property):定义资源的属性。定义以“名称 = 值”的格式执行。
锁(Lock):把文件设置成无法编辑状态。多人同时编辑时,可防止在同一时间进行内容写入。
WebDAV 内新增的方法及状态码
WebDAV 为实现远程文件管理,向 HTTP/1.1 中追加了以下这些方法
PROPFIND :获取属性
PROPPATCH :修改属性
MKCOL :创建集合
COPY :复制资源及属性
MOVE :移动资源
LOCK :资源加锁
UNLOCK :资源解锁
为配合扩展的方法,状态码也随之扩展。
102 Processing :可正常处理请求,但目前是处理中状态
207 Multi-Status :存在多种状态
422 Unprocessible Entity :格式正确,内容有误
423 Locked :资源已被加锁
424 Failed Dependency :处理与某请求关联的请求失败,因此不再维持依赖关系
507 Insufficient Storage :保存空间不足
使用 HTTP 的系统和软件占了绝大多数原因,
其中与企业或组织的防火墙设定有着莫大的关系。防火墙的基本功能就是禁止非指定的协议和端口号的数据包通过。因此如果使用新协议或端口号则必须修改防火墙设置。不管是否具备访问 FTP 和SSH 的权限,一般公司都会开放对 Web 的访问。Web 是基于 HTTP协议运作的,因此在构建 Web 服务器或访问 Web 站点时,需事先设置HTTP(80/tcp)和 HTTPS(443/tcp)的权限。