关于HTTP/2你应该知道的知识百度云CDN已默认开启

HTTP/2已经推出几年，由于有效提高网络的利用率，受到业内追捧。百度CDN已经支持HTTP/2协议，默认开启HTTP/2。用户可通过百度云CDN API或CDN控制台开启HTTPS配置，添加HTTPS配置，配置成功后便可使用HTTP/2。HTTP/2是HTTP 1.1协议的升级版，原则上它可以支持HTTPS和非HTTPS，但是现在主流浏览器都只支持基于TLS部署的HTTP/2协议，故需要先支持HTTPS。

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那么，我们来了解一点背景知识，什么是HTTP/2，为什么使用？

什么是HTTP/2 ？

HTTP/2是HTTP的新版本，由IETF于2015年5月以 RFC 7540正式发表。它主要基于SPDY协议，在请求方式、状态码、URI和多数HTTP Header字段都和HTTP/1.1 保持高度兼容，并在此基础上有下述优化，提高浏览器的页面加载速度、减少网络延迟：

单个长连接：单一页面可一直复用一个连接，无需新建连接，可创建多个TCP连接导致的时延，提高吞吐量。
多路复用：在单个连接中，多个请求或响应可同时存在于多个独立的stream上，避免HOL堵塞（Head of Line Blocking）。
优先级排序：对请求标记依赖层级，相同层级支持对请求和响应按优先级排序，Server可依次排序填充数据，提高特定请求的响应速度。
头部压缩和二进制编码：HTTP/2新引入HPACK算法，用于对HTTP头部做压缩，以减少头部数据的传输。此外，HTTP头部使用二进制编码进行传输，替代HTTP/1.x中的纯文本。
服务器推送：服务端向客户端发送比客户端请求更多的数据，即允许服务器直接提供浏览器渲染页面所需资源，无需浏览器收到或解析页面后再提起一轮请求，节约加载时间。
SSL加密：主流浏览器支持的HTTP/2均基于SSL加密，在保证性能的前提下使网站更安全。在ALPN的支持下，客户端可以主动选择使用HTTP/2还是HTTP/1.1，提高兼容性。

1.单个长链接

HTTP/2连接包含三个元素：Messages，Streams，Frames。

Message：请求或响应消息，由帧（Frame）组成。
Stream：全双工的信息渠道，一个连接可有多个streams，不同stream可混合在连接中传输并由ID区分。
Frames：发送message的单元，每个frame有一个头部，用以记录其所属stream和message。在一个stream请求或响应的传输中，不同message的frame可以混合在一起。

HTTP/2 的传输过程如下图

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2.多路复用

HTTP/2支持多路复用，可更高效地处理等待中的请求或响应。HTTP/2只需创建一个连接，且多个请求和响应可并发交替发送。HTTP/2 HTTP/1.1和HTTP/2的页面加载过程比较如下：

HTTP/1.1	HTTP/2
创建6-8个连接	创建1个连接
请求HTML页面	请求HTML页面
接收HTML页面	接收HTML页面
解码HTML页面	解码HTML页面
请求HTML页面中开始的6-8个文件，没有优先级或者依赖	请求HTML页面中的所有文件，按优先级和依赖关系返回
每个连接等待响应返回	一个连接所有响应并发交替返回
在空闲的连接上执行后序请求	-
剩余文件重复6-7次	-
关闭6个连接	关闭1个连接

3.头部压缩与二进制编码

HTTP/2根据HPACK标准，使用霍夫曼编码压缩头部。

HPACK标准中，每一个头部域和常用的值保存在一个固定表中，并对应了一个索引值。

头部开始传输时，使用固定表中的索引值来代替文本串；当头部继续传输时，新的头部域出现，动态表被建立，并且在stream中共享。

HPACK的使用如下图所示：

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首先，固定表中头部域，比如:method GET(索引2)。随着请求继续，"user-agent Mozilla/5.0"添加到动态表中 (索引62)，压缩后的头部使用索引2和62来代替长的文本串。客户端头部的压缩率高于50%时，服务端则高于90%。

4.优先级

HTTP/2 stream有优先级比重，从1（最低）到256（最高），而且任何一个stream可以依赖其他的stream。优先级决定了客户端请求和服务端响应的顺序。

在普通场景中，CSS和JS文件比图片有更高的优先级，这样可以让浏览器更快下载这些文件，并更早执行，减少页面显示的延迟。

"优先级树"可用以表示依赖层级和优先级比重，服务端可根据优先级来使用CPU、内存和带宽等资源。

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上图中，以最后一个较复杂的例子来说，stream D最优先处理，其次处理stream E和stream C，最后处理stream A和stream B。在第三层的处理过程中，相比stream B，stream A可以获取3/4的资源。

多路复用和优先级，可以更高效地并行处理请求。HTTP/2更不容易受高负载的请求所影响，比如SSL加密处理大文件或者视频流，在保证安全的情况尽量使性能不受影响。

5. SSL加密

主流浏览器（例如Chrome, Firefox, Safari, Opera, IE, Edge等）均只支持SSL加密的HTTP/2，而且许多访问量高的网站已经使用了SSL。

新连接的SSL握手消耗比较大，每次都需要Key的计算和交换，比如RSA 2k公钥、私钥对。HTTP/2只需要一个连接，这样可减少SSL握手次数，即减少SSL消耗。

为什么使用HTTP/2 ？

HTTP/2允许在同一连接上交替发送请求和响应消息，使用高效率的编码HTTP Header字段，可对请求定义优先级、快速响应更重要的请求。此协议减少了TCP连接的建立，与其他流更少的竞争和更长时间的链接，可有效提高网络容量的利用率。

高效：头部压缩和二进制编码提高了请求和响应的效率，多路复用可避免HOL堵塞
灵活：通过定义请求的优先级，可以快速获取更重要的响应请求
快速：服务器推送可预先获得服务器推送至客户端的资源，提高网页加载速度
安全：主流浏览器均支持基于TLS加密的HTTP/2协议，保证客户网站的安全性

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