HTTP 1.0 vs HTTP 1.1(应用层)

Guide
  • 计算机基础
  • 计算机网络
2022年2月25日约 2217 字大约 7 分钟

这篇文章会从下面几个维度来对比 HTTP 1.0 和 HTTP 1.1:

  • 响应状态码
  • 缓存处理
  • 连接方式
  • Host头处理
  • 带宽优化

响应状态码

HTTP/1.0仅定义了16种状态码。HTTP/1.1中新加入了大量的状态码,光是错误响应状态码就新增了24种。比如说,100 (Continue)——在请求大资源前的预热请求,206 (Partial Content)——范围请求的标识码,409 (Conflict)——请求与当前资源的规定冲突,410 (Gone)——资源已被永久转移,而且没有任何已知的转发地址。

缓存处理

缓存技术通过避免用户与源服务器的频繁交互,节约了大量的网络带宽,降低了用户接收信息的延迟。

HTTP/1.0

HTTP/1.0提供的缓存机制非常简单。服务器端使用Expires标签来标志(时间)一个响应体,在Expires标志时间内的请求,都会获得该响应体缓存。服务器端在初次返回给客户端的响应体中,有一个Last-Modified标签,该标签标记了被请求资源在服务器端的最后一次修改。在请求头中,使用If-Modified-Since标签,该标签标志一个时间,意为客户端向服务器进行问询:“该时间之后,我要请求的资源是否有被修改过?”通常情况下,请求头中的If-Modified-Since的值即为上一次获得该资源时,响应体中的Last-Modified的值。

如果服务器接收到了请求头,并判断If-Modified-Since时间后,资源确实没有修改过,则返回给客户端一个304 not modified响应头,表示”缓冲可用,你从浏览器里拿吧!”。

如果服务器判断If-Modified-Since时间后,资源被修改过,则返回给客户端一个200 OK的响应体,并附带全新的资源内容,表示”你要的我已经改过的,给你一份新的”。

HTTP1.0cache1

HTTP1.0cache2

HTTP/1.1

HTTP/1.1的缓存机制在HTTP/1.0的基础上,大大增加了灵活性和扩展性。基本工作原理和HTTP/1.0保持不变,而是增加了更多细致的特性。其中,请求头中最常见的特性就是Cache-Control,详见MDN Web文档 Cache-Controlopen in new window.

连接方式

HTTP/1.0 默认使用短连接 ,也就是说,客户端和服务器每进行一次 HTTP 操作,就建立一次连接,任务结束就中断连接。当客户端浏览器访问的某个 HTML 或其他类型的 Web 页中包含有其他的 Web 资源(如 JavaScript 文件、图像文件、CSS 文件等),每遇到这样一个 Web 资源,浏览器就会重新建立一个TCP连接,这样就会导致有大量的“握手报文”和“挥手报文”占用了带宽。

为了解决 HTTP/1.0 存在的资源浪费的问题, HTTP/1.1 优化为默认长连接模式 。 采用长连接模式的请求报文会通知服务端:“我向你请求连接,并且连接成功建立后,请不要关闭”。因此,该TCP连接将持续打开,为后续的客户端-服务端的数据交互服务。也就是说在使用长连接的情况下,当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接不会关闭,客户端再次访问这个服务器时,会继续使用这一条已经建立的连接。

如果 TCP 连接一直保持的话也是对资源的浪费,因此,一些服务器软件(如 Apache)还会支持超时时间的时间。在超时时间之内没有新的请求达到,TCP 连接才会被关闭。

有必要说明的是,HTTP/1.0仍提供了长连接选项,即在请求头中加入Connection: Keep-alive。同样的,在HTTP/1.1中,如果不希望使用长连接选项,也可以在请求头中加入Connection: close,这样会通知服务器端:“我不需要长连接,连接成功后即可关闭”。

HTTP 协议的长连接和短连接,实质上是 TCP 协议的长连接和短连接。

实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。

Host头处理

域名系统(DNS)允许多个主机名绑定到同一个IP地址上,但是HTTP/1.0并没有考虑这个问题,假设我们有一个资源URL是http://example1.org/home.html,HTTP/1.0的请求报文中,将会请求的是GET /home.html HTTP/1.0.也就是不会加入主机名。这样的报文送到服务器端,服务器是理解不了客户端想请求的真正网址。

因此,HTTP/1.1在请求头中加入了Host字段。加入Host字段的报文头部将会是:

GET /home.html HTTP/1.1
Host: example1.org

这样,服务器端就可以确定客户端想要请求的真正的网址了。

带宽优化

范围请求

HTTP/1.1引入了范围请求(range request)机制,以避免带宽的浪费。当客户端想请求一个文件的一部分,或者需要继续下载一个已经下载了部分但被终止的文件,HTTP/1.1可以在请求中加入Range头部,以请求(并只能请求字节型数据)数据的一部分。服务器端可以忽略Range头部,也可以返回若干Range响应。

如果一个响应包含部分数据的话,那么将带有206 (Partial Content)状态码。该状态码的意义在于避免了HTTP/1.0代理缓存错误地把该响应认为是一个完整的数据响应,从而把他当作为一个请求的响应缓存。

在范围响应中,Content-Range头部标志指示出了该数据块的偏移量和数据块的长度。

状态码100

HTTP/1.1中新加入了状态码100。该状态码的使用场景为,存在某些较大的文件请求,服务器可能不愿意响应这种请求,此时状态码100可以作为指示请求是否会被正常响应,过程如下图:

HTTP1.1continue1

HTTP1.1continue2

然而在HTTP/1.0中,并没有100 (Continue)状态码,要想触发这一机制,可以发送一个Expect头部,其中包含一个100-continue的值。

压缩

许多格式的数据在传输时都会做预压缩处理。数据的压缩可以大幅优化带宽的利用。然而,HTTP/1.0对数据压缩的选项提供的不多,不支持压缩细节的选择,也无法区分端到端(end-to-end)压缩或者是逐跳(hop-by-hop)压缩。

HTTP/1.1则对内容编码(content-codings)和传输编码(transfer-codings)做了区分。内容编码总是端到端的,传输编码总是逐跳的。

HTTP/1.0包含了Content-Encoding头部,对消息进行端到端编码。HTTP/1.1加入了Transfer-Encoding头部,可以对消息进行逐跳传输编码。HTTP/1.1还加入了Accept-Encoding头部,是客户端用来指示他能处理什么样的内容编码。

总结

  1. 连接方式 : HTTP 1.0 为短连接,HTTP 1.1 支持长连接。
  2. 状态响应码 : HTTP/1.1中新加入了大量的状态码,光是错误响应状态码就新增了24种。比如说,100 (Continue)——在请求大资源前的预热请求,206 (Partial Content)——范围请求的标识码,409 (Conflict)——请求与当前资源的规定冲突,410 (Gone)——资源已被永久转移,而且没有任何已知的转发地址。
  3. 缓存处理 : 在 HTTP1.0 中主要使用 header 里的 If-Modified-Since,Expires 来做为缓存判断的标准,HTTP1.1 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。
  4. 带宽优化及网络连接的使用 :HTTP1.0 中,存在一些浪费带宽的现象,例如客户端只是需要某个对象的一部分,而服务器却将整个对象送过来了,并且不支持断点续传功能,HTTP1.1 则在请求头引入了 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。
  5. Host头处理 : HTTP/1.1在请求头中加入了Host字段。

参考资料

Key differences between HTTP/1.0 and HTTP/1.1open in new window