摘要：二進(jìn)制分幀在應(yīng)用層與傳輸層之間增加一個(gè)二進(jìn)制分幀層，以此達(dá)到在不改動(dòng)的語義，方法狀態(tài)碼及首部字段的情況下，突破的性能限制，改進(jìn)傳輸性能，實(shí)現(xiàn)低延遲和高吞吐量。

歡迎關(guān)注我的個(gè)人公眾號(hào)，不定期更新自己的工作心得。

影響一個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的因素主要有兩個(gè)，帶寬和延遲。今天的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)已經(jīng)使得帶寬得到極大的提升，大部分時(shí)候都是延遲在影響響應(yīng)速度。

連接無法復(fù)用會(huì)導(dǎo)致每次請(qǐng)求都經(jīng)歷三次握手和慢啟動(dòng)。三次握手在高延遲的場景下影響較明顯，慢啟動(dòng)則對(duì)文件類大請(qǐng)求影響較大。

head of line blocking會(huì)導(dǎo)致帶寬無法被充分利用，以及后續(xù)健康請(qǐng)求被阻塞。

HTTP1.0 -> HTTP1.1

不過pipelining并不是救世主，它也存在不少缺陷：

pipelining只能適用于http1.1，一般來說，支持http1.1的server都要求支持pipelining

只有冪等的請(qǐng)求（GET，HEAD）能使用pipelining，非冪等請(qǐng)求比如POST不能使用，因?yàn)檎?qǐng)求之間可能會(huì)存在先后依賴關(guān)系。

head of line blocking并沒有完全得到解決，server的response還是要求依次返回，遵循FIFO(first in first out)原則。也就是說如果請(qǐng)求1的response沒有回來，2，3，4，5的response也不會(huì)被送回來。

絕大部分的http代理服務(wù)器不支持pipelining。

和不支持pipelining的老服務(wù)器協(xié)商有問題。

可能會(huì)導(dǎo)致新的Front of queue blocking問題。

多路復(fù)用通過多個(gè)請(qǐng)求stream共享一個(gè)tcp連接的方式，解決了http1.x holb（head of line blocking）的問題，降低了延遲同時(shí)提高了帶寬的利用率。

HTTP/2.0規(guī)定了在客戶端和服務(wù)器端會(huì)使用并且維護(hù)「首部表」來跟蹤和存儲(chǔ)之前發(fā)送的鍵值對(duì)，對(duì)于相同的頭部，不必再通過請(qǐng)求發(fā)送，只需發(fā)送一次。

事實(shí)上,如果請(qǐng)求中不包含首部（例如對(duì)同一資源的輪詢請(qǐng)求），那么首部開銷就是零字節(jié)。此時(shí)所有首部都自動(dòng)使用之前請(qǐng)求發(fā)送的首部。

如果首部發(fā)生變化了，那么只需要發(fā)送變化了數(shù)據(jù)在Headers幀里面，新增或修改的首部幀會(huì)被追加到“首部表”。首部表在 HTTP2.0的連接存續(xù)期內(nèi)始終存在,由客戶端和服務(wù)器共同漸進(jìn)地更新。

在應(yīng)用層與傳輸層之間增加一個(gè)二進(jìn)制分幀層，以此達(dá)到“在不改動(dòng)HTTP的語義，HTTP 方法、狀態(tài)碼、URI及首部字段的情況下，突破HTTP1.1的性能限制，改進(jìn)傳輸性能，實(shí)現(xiàn)低延遲和高吞吐量?！?/p>

在二進(jìn)制分幀層上，HTTP2.0會(huì)將所有傳輸?shù)男畔⒎指顬楦〉南⒑蛶?并對(duì)它們采用二進(jìn)制格式的編碼，其中HTTP1.x的首部信息會(huì)被封裝到Headers幀，而我們的request body則封裝到Data幀里面。

客戶端和服務(wù)器可以把HTTP消息分解為互不依賴的幀，然后亂序發(fā)送，最后再在另一端把它們重新組合起來。注意，同一鏈接上有多個(gè)不同方向的數(shù)據(jù)流在傳輸?？蛻舳丝梢砸贿厑y序發(fā)送stream，也可以一邊接收者服務(wù)器的響應(yīng)，而服務(wù)器那端同理。

多路復(fù)用導(dǎo)致所有資源都是并行發(fā)送，那么就需要「優(yōu)先級(jí)」的概念了，這樣就可以對(duì)重要的文件進(jìn)行先傳輸，加速頁面的渲染。

服務(wù)器推送是指在客戶端請(qǐng)求之前發(fā)送數(shù)據(jù)的機(jī)制。

另外有一點(diǎn)值得注意的是，客戶端如果退出某個(gè)業(yè)務(wù)場景，出于流量或者其它因素需要取消server push，也可以通過發(fā)送RST_STREAM類型的frame來做到。

這里使用 Node.js 作為服務(wù)器端語言。

如果想要在生產(chǎn)環(huán)境中使用HTTP2，那么你可以去這里生成一個(gè)證書。

如果你僅僅開發(fā)環(huán)境使用，那么我們可以自己生成一個(gè)自簽名的TSL證書。

安裝OpenSSH

使用OpenSSH生成私鑰

openssl genrsa -des3 -passout pass:1234 -out server.pass.key 2048`

這里 1234 為私鑰密碼，如果你不想使用密碼，則可以去除私鑰密碼，敲入如下密令：

openssl rsa -passin pass:x -in server.pass.key -out server.key

創(chuàng)建 證書簽名請(qǐng)求
這里使用無密碼私鑰，如果使用帶密碼私鑰，只需將server.key更換為server.pass.key即可，密令如下

openssl req -new -key server.key -out server.csr

創(chuàng)建證書

openssl x509 -req -days 365 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

通過以上四個(gè)步驟，我們得到了三個(gè)文件

server.key 你的TSL證書私鑰

server.csr 你的TSL證書簽名請(qǐng)求

server.crt 你的TSL證書

安裝 node-http2 模塊

npm install http2

創(chuàng)建服務(wù)器

var options = {
  key: fs.readFileSync("./server.key"),
  cert: fs.readFileSync("./server.crt")
};

require("http2").createServer(options, function(request, response) {
  response.end("Hello world!");
}).listen(8080);

啟動(dòng)服務(wù)器

node index.js

使用瀏覽器訪問

http://localhost:8080

到此，一個(gè)簡單的Demo就完成了。

點(diǎn)擊這里訪問完整Demo

https://github.com/zhanyouwei...

通過上面兩張截圖可以發(fā)現(xiàn)，使用了HTTP2后，同樣的請(qǐng)求，在數(shù)據(jù)傳輸大小與速度上都有非常大的提升，幾乎可以預(yù)見，不久的將來，HTTP2將會(huì)大放異彩。