计算机网络 基于HTTP的功能追加 协议
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2021-05-23 20:15
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基于HTTP的协议
消除HTTP瓶颈的SPDY
HTTP的瓶颈
Ajax的解决方法
Comet的解决方法
SPDY的目标
SPDY的设计与功能
SPDY消除Web瓶颈了吗
使用浏览器进行全双工通信的 Web Socket
WebSocket的设计与功能
WebSocket协议
减少通信量
握手请求
握手·响应
WebSocket API
期盼已久的HTTP/2.0
HTTP/2.0的7项技术及讨论
Web服务器管理文件的WebDAV
扩展HTTP/1.1的WebDAV
WebDAV内新增的方法及状态码
WebDAV的请求实例
WebOAV的响应实例
基于HTTP的协议
在建立HTTP标准规范时，制定者主要想把HTTP当作传输HTML文 档的协议。随着时代的发展，Web的用途更具多样性，比如演化成在 线购物网站、SNS (Social Networking Service, 社交网络服务）、企 业或组织内部的各种管理工具，等等。
而这些网站所追求的功能可通过Web应用和脚本程序实现。即使这 些功能已经满足需求，在性能上却未必最优，这是因为HTTP协议上 的限制以及自身性能有限。
HTTP功能上的不足可通过创建一套全新的协议来弥补。可是目前基 于HTTP的Web浏览器的使用环境已遍布全球，因此无法完全抛弃 HTTP。有一些新协议的规则是基于HTTP的，并在此基础上添加了新的功能。
消除HTTP瓶颈的SPDY
Google在2010年发布了SPDY (取自SPeeDY, 发音同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%)。
HTTP的瓶颈
在Facebook和Twitter等SNS网站上，几乎能够实时观察到海量用户 公开发布的内容，这也是一种乐趣。当几百、几于刀的用户发布内容 时，Web网站为了保存这些新增内容，在很短的时间内就会发生大量 的内容更新。
为了尽可能实时地显示这些更新的内容，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。虽然看起来挺简单的， 但HTTP却无法妥善地处理好这项任务。
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。如果服务器上没有内容更新，那么就会产生 徒劳的通信。
若想在现有Web实现所需的功能，以下这些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 的数据也会因此而减少，这一优点显而易见。
Ajax的核心技术是名为XMLHttpRequest的API, 通过JavaScript脚本 语言的调用就能和服务器进行HTTP通信。借由这种手段，就能从已 加载完毕的Web页面上发起请求，只更新局部页面。
而利用Ajax实时地从服务器获取内容，有可能会导致大量请求产 生。另外，Ajax仍未解决HTTP协议本身存在的问题。
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。
内容上虽然可以做到实时更新，但为了保留响应，一次连接的持续时 间也变长了。期间，为了维持连接会消耗更多的资源。另外，Comet 也仍未解决HTTP协议本身存在的问题。
SPDY的目标
陆续出现的Ajax和Comet等提高易用性的技术，一定程度上使HTTP 得到了改善，但HTTP协议本身的限制也令人有些束手无策。为了进 行根本性的改善，需要有一些协议层面上的改动。
处于持续开发状态中的SPDY协议，正是为了在协议级别消除HTTP 所遭遇的瓶颈。
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 在通信中使用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。
使用SPDY后，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瓶颈了吗
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。你好 几家Web浏览器已经针对SPDY做出了相应的调整。另外，Web服 务器也进行了实验性质的应用，但把该技术导入实际的Web网站却 进展不佳。
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，还应该从其他可细致钻研的地方入手，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 Web Socket
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。Web Socket 网络技术正是为解决这些问题而实现的一套新协议及API。
当时筹划将Web Socket作为HTML5标准的一部分，而现在它却逐渐 变成了独立的协议标准。Web Socket通信协议在2011年12月11日， 被RFC 6455 - The WebSocket Protocol定为标准。
WebSocket的设计与功能
Web Socket, 即Web浏览器与Web服务器之间全双工通信标准。其 中，Web Socket协议由IETF定为标准，WebSocket API由W3C定为 标准。仍在开发中的Web Socket技术主要是为了解决Ajax和Comet 里XMLHttpRequest附带的缺陷所引起的问题。
WebSocket协议
一旦Web服务器与客户端之间建立起Web Socket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Web Socket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。
下面我们列举一下Web Socket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Web Socket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Web Socket的首部信息 很小，通信量也相应减少了。
为了实现Web Socket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Web Socket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Web Socket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的字段值是山握手请求中的SecWebSocket-Key的字段值生成的。
成功握手确立Web Socket连接之后，通信时不再使用HTTP的数 据帧，而采用Web Socket独立的数据帧。
WebSocket API
JavaScript可调用"The -WebSocket API" (http://www.w3.org/TR/websockets/, 由-W3C标准制定）内 腮供的-Web Socket程序接口，以实现-Web Socket协议下全双工通 估。
以下为调用-WebSocket API, 每50ms发送一次数据的实例。
期盼已久的HTTP/2.0
目前主流的HTTP/1.1标准，自1999年发布的RFC2616之后再未进 行过改订。SPDY和Web Socket等技术纷纷出现，很难断言HTTP/1.1 仍是适用于当下的Web的协议。
负责互联网技术标准的IETF (Internet Engineering Task Force, 互联网 工程任务组）创立http bis工作组，其目标是推进下一代HTTP HTTP/2.0在2014年11月实现标准化。
HTTP/2.0的特点
HTTP/2.0的目标是改善用户在使用Web时的速度体验。由于基本上 都会先通过HTTP/1.1与TCP连接，现在我们以下面的这些协议为基 处，探讨一下它们的实现方法。
SPDY
HTTP Speed+ Mobility
Network-Friendly HTTP Upgrade
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Web Socket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。
HTTP/2.0的7项技术及讨论
HTTP/2.0围绕着主要的7项技术进行讨论，现阶段(2012年8月13 日），大都倾向于采用以下协议的技术。但是，讨论仍在持续，所以 不能排除会发生重大改变的可能性。
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。它作为扩展HTTP/1.1 的协议定义在RFC4918。
除了创建、删除文件等基本功能，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。
使用HTTP/1.1的PUT方法和DELETE方法，就可以对Web服务器 上的文件进行创建和删除操作。可是出于安全性及便捷性等考虑， 般不使用。
扩展HTTP/1.1的WebDAV
针对服务器上的资源，WebDAV新增加了一些概念，如下所示。
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“的格式从 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，因此不再持依赖关系
507 Insufficient Storage : 保存空间不足
WebDAV的请求实例
下面是使用PROPFIND方法对http://www.example.com/file发起 获取属性的请求。
WebOAV的响应实例
下面是针对之前的PROPFIND方法，返回 http://www.example.com/file的属性的响应。
原文链接：https://blog.csdn.net/xushiyu1996818/article/details/103403839
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