HTTP/2
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HTTP/2(超文字傳輸協定第2版,最初命名為HTTP 2.0),簡稱為h2(基於TLS/1.2或以上版本的加密連接)或h2c(非加密連接)[1],是HTTP協定的的第二個主要版本,使用於全球資訊網。
HTTP/2是HTTP協定自1999年HTTP 1.1的改進版RFC 2616[2]發布後的首個更新,主要基於SPDY協定。它由網際網路工程任務組(IETF)的Hypertext Transfer Protocol Bis(httpbis)工作小組進行開發。[3]該組織於2014年12月將HTTP/2標準提議遞交至IESG進行討論[4],於2015年2月17日被批准。[5]
HTTP/2標準於2015年5月以RFC 7540正式發表。[6]HTTP/2的標準化工作由Chrome、Opera、Firefox[7]、Internet Explorer 11、Safari、Amazon Silk及Edge等瀏覽器提供支援。[8]
多數主流瀏覽器已經在2015年底支援了該協定。[9]此外,根據W3Techs的資料,截至2021年10月,全球有46.5%的網站支援了HTTP/2。[10]
協定的制定
[編輯]協定制定伊始,工作群組章程關注了下列目標和受關心的問題:[3]
- 建立一個協商協定標準,即應用層協定協商(ALPN),以便客戶端能夠從HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2乃至其他非HTTP協定中做出選擇。
- 與HTTP/1.1在請求方法、狀態碼乃至URI和絕大多數HTTP頭部欄位等方面保持高度相容性。
- 通過以下舉措,減少網路延遲,提高瀏覽器的頁面載入速度:
- 支援現有的HTTP應用場景,包括桌面和行動裝置瀏覽器、網路API、不同規格的網路伺服器和正向代理、反向代理伺服器軟體、防火牆和CDN等。
Facebook對各方案進行了評價並最終推薦了SPDY協定[11]。HTTP 2.0的首個草稿於2012年11月發布,其內容基本和SPDY協定相同[12]。
協定之間的的比較
[編輯]HTTP/2與HTTP/1.1比較
[編輯]HTTP/2相比HTTP/1.1的修改並不會破壞現有程式的工作,但是新的程式可以藉由新特性得到更好的速度。[13]
HTTP/2保留了HTTP/1.1的大部分語意,例如請求方法、狀態碼乃至URI和絕大多數HTTP頭欄位一致。而HTTP/2採用了新的方法來編碼、傳輸客戶端和伺服器之間的資料。[13]
HTTP/1.1與SPDY的區別
[編輯]SPDY(發音同「speedy」)是一個由Google主導的HTTP替代協定。[14]SPDY一開始主要關注降低延遲,採用了TCP通道,但是使用了不同的協定來達到此目的。其與HTTP/1.1相比,主要的改變有:[15]
- 實現無需先入先出的多路復用
- 為簡化客戶端和伺服器開發的訊息—訊框機制
- 強制性壓縮(包括HTTP頭部)
- 優先級排序
- 雙向通訊
HTTP/2與SPDY的比較
[編輯]HTTP/2的開發基於SPDY進行躍進式改進。在諸多修改中,最顯著的改進在於,HTTP/2使用了一份經過客製化的壓縮演算法,基於霍夫曼編碼,以此替代了SPDY的動態流壓縮演算法,以避免對協定的Oracle攻擊——這一類攻擊以CRIME為代表。此外,HTTP/2禁用了諸多加密套件,以保證基於TLS的連接的前向安全。
新特性
[編輯]在HTTP/2的第一版草案(對SPDY協定的復刻)中,新增的效能改進不僅包括HTTP/1.1中已有的多路復用,修復隊頭阻塞問題,允許設定設定請求優先級,還包含了一個頭部壓縮演算法(HPACK)[16][17]。此外, HTTP/2採用了二進制而非明文來打包、傳輸客戶端和伺服器之間的資料。[13]
訊框、訊息、流和TCP連接
[編輯]有別於HTTP/1.1在連接中的明文請求,HTTP/2與SPDY一樣,將一個TCP連接分為若干個流(Stream),每個流中可以傳輸若干訊息(Message),每個訊息由若干最小的二進制訊框(Frame)組成。[13]這也是HTTP/1.1與HTTP/2最大的區別所在。HTTP/2中,每個使用者的操作行為被分配了一個流編號(Stream ID),這意味著使用者與伺服器端之間建立了一個TCP通道;協定將每個請求分割為二進制的控制訊框與資料訊框部分,以便解析。這個舉措在SPDY中的實踐表明,相比HTTP/1.1,新頁面載入可以加快11.81%到47.7%[18]
HPACK 演算法
[編輯]HPACK演算法是新引入HTTP/2的一個演算法,用於對HTTP頭部做壓縮。其原理在於:
- 客戶端與伺服器端根據RFC 7541的附錄A,維護一份共同的靜態字典(Static Table),其中包含了常見頭部名及常見頭部名稱與值的組合的代碼;
- 客戶端和伺服器端根據先入先出的原則,維護一份可動態添加內容的共同動態字典(Dynamic Table);
- 客戶端和伺服器端根據RFC 7541的附錄B,支援基於該靜態哈夫曼碼表的哈夫曼編碼(Huffman Coding)。
伺服器推播
[編輯]網站為了使請求數減少,通常採用對頁面上的圖片、指令碼進行極簡化處理。但是,這一舉措十分不方便,也不高效,依然需要諸多HTTP連結來載入頁面和頁面資源。
HTTP/2引入了伺服器推播,即伺服器端向客戶端傳送比客戶端請求更多的資料。這允許伺服器直接提供瀏覽器彩現頁面所需資源,而無須瀏覽器在收到、解析頁面後再提起一輪請求,節約了載入時間。[19]
瀏覽器支援
[編輯]截至2015年末,主要的瀏覽器的最新版本已經支援HTTP/2這一協定。[20]其中:
- Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge和Opera已支援HTTP/2,並預設啟用。
- Internet Explorer自IE 11開始支援HTTP/2,並預設啟用。[21]
h2c的支援度
[編輯]HTTP/2的設計本身允許非加密的HTTP協定,也允許使用TLS 1.2或更新版本協定進行加密。[22]協定本身未要求必須使用加密,[23] 惟多數客戶端(例如Firefox[24]、Chrome、Safari、Opera、IE和Edge等)的開發者聲明,他們只會實現通過TLS加密的HTTP/2協定,這使得經TLS加密的HTTP/2成為了事實上的強制標準,而h2c事實上被主流瀏覽器廢棄。[25]
SPDY退出歷史舞台
[編輯]2015年9月,Google宣布了移除對SPDY支援的計劃,擁抱HTTP/2[26],並將在Chrome 51中生效。[27][28]
HTTP/2的實現
[編輯]HTTP/2工作群組在其官方Github上羅列了諸多已經支援該協定的代碼實現。[29]
批評與爭議
[編輯]HTTP/2的開發過程乃至協定本身都曾受到批評。
針對協定開發本身
[編輯]FreeBSD和Varnish cache的開發者保羅-恆寧·坎瀑批評稱,這個標準檔案的準備過程短得不切實際,而且未基於除了SPDY之外的任何協定,以至於其他協定失去了對草案進行改進的機會。[30]Kampala批評說,這個協定本身與HTTP不一致,而且還毫無必要地變得極為複雜。[30]他還認為,這個協定違背了網際網路協定的分層原則[30],例如說,將本屬於TCP傳輸層的流控制(flow control)功能放入了協定中。
針對加密的爭議
[編輯]一開始,以HTTP工作群組某位主席為首的成員在郵寄清單[31]建議引入強制使用TLS協定實現的HTTP/2(Mandatory TLS in HTTP/2.0),這招致了爭議。批評者認為,加密增加了十分不必要的開銷,而且很多HTTP服務實際上無需加密,提供者也無意為此花費更多的資源。而支持者認為,實踐中TLS加密的開銷微不足道。[32]
Poul-Henning Kamp批評IETF在制定HTTP/2時,遵循了一個特定的「政治議程」(political agenda),壓縮了討論的空間。[30][33][34]
強制加密議程的批評者認為,其基於現有的憑證框架,對於開源社群並非新創造,亦不是獨特的。2013年,一位思科員工表示,現有憑證模型與路由器一類的小型化裝置並不相容,因為現有的憑證框架需要為每張憑證付出不可避免的成本,還需要進行每年更新的流程。[35]工作群組最終未能在強制加密這一點上達成一致,但是大部分客戶端只實現了基於TLS的HTTP/2,使之成為事實標準。[23]
HTTP/2也被批評未能支援機會性加密,即類似SMTP中存在已久的STARTTLS一樣能抵禦被動監視的措施。 批評者指出,HTTP/2的提議違背了IETF自身制定的《最佳實踐 188》(BCP 188) 即 RFC 7258。[36]這份檔案指出,被動監視應被當作一種攻擊,IETF指定的標準應當設定抵禦這種攻擊的措施(例如機會性加密)。目前,已經有一系列機會性加密規範被提出[37][38] [39],工作群組也制定了draft-ietf-httpbis-http2-encryption-01這一官方版方案。
參考資料
[編輯]- ^ Mike, Belshe; Martin, Thomson; Roberto, Peon. Hypertext Transfer Protocol Version 2 (HTTP/2). tools.ietf.org. 2015-05 [2017-07-02]. ISSN 2070-1721. (原始內容存檔於2015-06-23) (英語).
- ^ Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1. IETF. June 1999 [2020-11-16]. (原始內容存檔於2011-03-07).
- ^ 3.0 3.1 Hypertext Transfer Protocol Bis (httpbis) - Charter. IETF. 2012 [2013-07-12]. (原始內容存檔於2013-07-02).
- ^ Raymor, Brian. Wait for it – HTTP/2 begins Working Group Last Call!. Microsoft Open Technologies. 2014-08-07 [2015-04-19]. (原始內容存檔於2014-10-06).
- ^ Mark Nottingham. HTTP/2 Approved. www.ietf.org. Internet Engineering Task Force. 2015-02-18 [2015-04-19]. (原始內容存檔於2015-02-20).
- ^ RFC 7540 - Hypertext Transfer Protocol Version 2 (HTTP/2). IETF. May 2015 [14 May 2015]. (原始內容存檔於2015-06-23).
- ^ See what’s new in Firefox!. www.mozilla.org. Mozilla Foundation. February 2015 [2017-07-01]. (原始內容存檔於2015-02-24).
- ^ Can the rise of SPDY threaten HTTP?. blog.restlet.com. Restlet, Inc. October 2011 [2017-07-01]. (原始內容存檔於2014-01-06).
- ^ HTTP2 browser support. [March 9, 2017]. (原始內容存檔於2017-04-08).
- ^ Usage of HTTP/2 for websites. World Wide Web Technology Surveys. W3Techs. Oct 10, 2021. (原始內容存檔於2019-05-01) (英語).
- ^ HTTP2 Expression of Interest (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), Doug Beaver, 15 Jul 2012
- ^ Dio Synodinos. HTTP 2.0 First Draft Published. InfoQ. 2012-11-30 [2013-07-12]. (原始內容存檔於2013-09-27).
- ^ 13.0 13.1 13.2 13.3 Ilya Grigorik. Chapter 12: HTTP 2.0. High Performance Browser Networking. O'Reilly Media, Inc. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-06-06).
- ^ Sebastian Anthony. S&M vs. SPDY: Microsoft and Google battle over the future of HTTP 2.0. ExtremeTech. March 28, 2012 [2013-07-12]. (原始內容存檔於2013-07-10).
- ^ Grigorik, Ilya. Life beyond HTTP 1.1: Google's SPDY. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-06-30).
- ^ 存档副本. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-06-27).
- ^ Dio Synodinos. HTTP 2.0 First Draft Published. InfoQ.com (C4Media Inc.). November 2012 [2013-07-12]. (原始內容存檔於2013-09-27).
- ^ SPDY: An experimental protocol for a faster web. The Chromium Projects. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-06-30).
- ^ Pratt, Michael. Apiux. apiux.com. [March 19, 2014]. (原始內容存檔於2014-03-19).
- ^ HTTP2 browser support. [March 9, 2017]. (原始內容存檔於2017-04-08).
- ^ Rob Trace, David Walp. HTTP/2: The Long-Awaited Sequel. Microsoft. October 8, 2014 [8 October 2014]. (原始內容存檔於2014-10-10).
- ^ Belshe, M.; Peon, R.; Thomson, M. Hypertext Transfer Protocol Version 2, Use of TLS Features. [2015-02-10]. (原始內容存檔於2015-04-25).
- ^ 23.0 23.1 HTTP/2 Frequently Asked Questions. IETF HTTP Working Group. [2014-09-08]. (原始內容存檔於2014-09-27).
- ^ Networking/http2. MozillaWiki. [2014-09-07]. (原始內容存檔於2014-09-07).
- ^ mnot’s blog: HTTP/2 Implementation Status. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-07-02).
- ^ Chris Bentzel; Bence Béky. Hello HTTP/2, Goodbye SPDY. Chromium Blog. 2015-02-09 [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-03-08).
Update: To better align with Chrome's release cycle, SPDY and NPN support will be removed with the release of Chrome 51.
- ^ API Deprecations and Removals in Chrome 51. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-02-01).
TL;DR: Support for HTTP/2 is widespread enough that SPDY/3.1 support can be dropped.
- ^ 存档副本. [2017-07-01]. (原始內容存檔於2017-04-24).
- ^ http2-spec: Working copy of the HTTP/2 Specification. HTTP/2. 2017-06-30 [2017-07-02]. (原始內容存檔於2017-06-30).
- ^ 30.0 30.1 30.2 30.3 Kamp, Poul-Henning. HTTP/2.0 – The IETF is Phoning It In (Bad protocol, bad politics). ACM Queue. 2015-01-06 [2015-01-12]. (原始內容存檔於2015-01-13).
- ^ 存档副本. [2017-07-02]. (原始內容存檔於2017-04-21).
- ^ Grigorik, Ilya. Is TLS Fast Yet?. [30 December 2015]. (原始內容存檔於2017-07-02).
- ^ Kamp, P. H. Http/2.0. Communications of the ACM. 2015, 58 (3): 40. doi:10.1145/2717515.
- ^ Kamp, Poul-Henning. Re: Last Call: <draft-ietf-httpbis-http2-16.txt> (Hypertext Transfer Protocol version 2) to Proposed Standard. ietf-http-wg@w3.org (郵寄清單). 2015-01-07 [2015-01-12]. (原始內容存檔於2015-01-13).
- ^ Lear, Eliot. Mandatory encryption *is* theater. ietf-http-wg@w3.org (郵寄清單). 2013-08-25 [2015-01-26]. (原始內容存檔於2015-02-10).
- ^ Murenin, Constantine A. Re: Last Call: <draft-ietf-httpbis-http2-16.txt> (Hypertext Transfer Protocol version 2) to Proposed Standard. ietf-http-wg@w3.org (郵寄清單). 2015-01-09 [2015-01-12]. (原始內容存檔於2015-01-13).
- ^ Paul Hoffman. draft-hoffman-httpbis-minimal-unauth-enc-01 - Minimal Unauthenticated Encryption (MUE) for HTTP-2. Internet Engineering Task Force. [2020-09-26]. (原始內容存檔於2015-01-13).
- ^ Mark Nottingham; Martin Thomson. draft-nottingham-http2-encryption-03 - Opportunistic Encryption for HTTP URIs. Internet Engineering Task Force. [2020-09-26]. (原始內容存檔於2015-01-13).
- ^ Mark Nottingham; Martin Thomson. draft-ietf-httpbis-http2-encryption-01 - Opportunistic Security for HTTP. Internet Engineering Task Force. [2017-07-02]. (原始內容存檔於2017-07-04).
參見
[編輯]外部連結
[編輯]- http://tools.ietf.org/wg/httpbis/ (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) 工作群組首頁
- https://http2.github.io/ (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) HTTP/2 協定官網
- RFC 7540 – 超文字傳輸協定版本 2 (HTTP/2)
- RFC 7541 – HPACK: 為 HTTP/2 制定的頭部壓縮演算法
- SPDY Protocol (draft-mbelshe-httpbis-spdy-00)
- HTTP Speed+Mobility (draft-montenegro-httpbis-speed-mobility-01)
- Proposal for a Network-Friendly HTTP Upgrade (draft-tarreau-httpbis-network-friendly-00)