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超文本传输协议的历程
超文本传输协议（HTTP）是我们在互联网世界中使用最为广泛的应用协议之一。作为客户端和服务器之间的通用交流语言，HTTP支撑了现代网络的发展。最初，这个协议的构思十分简单，由基本的关键词和文档路径构成，随着技术的进步，HTTP逐渐成为了所有连接互联网的软件和硬件的首选协议。
在这一章节，我们将探索HTTP协议的历史演变。虽然无法全面探讨其每一个细节和技术演进，但理解HTTP的一些重要设计变更及其动机，将为讨论HTTP的性能奠定基础，尤其是在HTTP/2所提供的众多改进的背景下。
HTTP 0.9：极简协议
Tim Berners-Lee最初设想的HTTP协议重点关注的就是简单性，以便支持他提出的万维网概念。这个思路取得了显著成功，从而吸引了世界各地的协议设计者。
在1991年，Berners-Lee阐明了这个新协议的动机，并列出了几个基本的设计目标，比如文件传输、对超文本存档的请求索引、格式协商以及将请求转发到其他服务器的能力。为了验证理论的合理性，他构建了一个简单的原型，实施了这一设想的一部分功能：
- 客户端请求是单行ASCII字符串。
- 以回车（CRLF）结束请求。
- 服务器返回一个ASCII字符流。
- 服务器回应为超文本标记语言。
- 文档传输结束后，连接关闭。
这种简单的协议支持通过Telnet进行交互，至今仍被部分Web服务器所使用。其实，这个协议正是HTTP 0.9的前身，标志着一个新时代的开始。
从这1991年的初步版本开始，HTTP很快开始独立发展，接下来总结一下HTTP 0.9的几个关键特点：
- 客户端-服务器架构，请求-响应模型。
- 在TCP/IP协议上运行的ASCII协议。
- 设计意在传输超文本文档（HTML）。
- 每次请求后关闭客户端与服务器之间的连接。
现在许多流行的Web服务器如Apache与Nginx仍支持HTTP 0.9，因为它的设计简洁明了。感兴趣的话，可以在Telnet会话中尝试访问某些网站，体验这个早期协议的表现。
HTTP/1.0：迅速演变的RFC
从1991到1995年，这是HTML规范和面向用户的Internet基础设施迅速发展的阶段，新兴Web功能的期望不断增加，HTTP 0.9的限制逐渐显露出来。我们需要一个更全面的协议，不仅要支持超文本文档，还要能够提供更详细的请求和响应元数据，支持内容协商等。
开发者们积极投入HTTP的实验性服务器和客户端实现，各种实践和相关模式逐步浮现。1996年，HTTP工作组发布了RFC 1945，正式记录了HTTP/1.0的“常见用法”。需要注意的是，这仅仅是一个信息性RFC，并没有成为正式的规范或标准。
一个典型的HTTP/1.0请求示例如下：
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$>telnetwebsite.org 80
连接到xxx.xxx.xxx.xx
GET /rfc/rfc1945.txt HTTP/1.0
User-Agent: CERN-LineMode/2.15 libwww/2.17b3
接受：*/*
如上所示，HTTP/1.0引入了多个重要的改动：
- 请求头由多行字段组成。
- 响应状态通过状态行前缀。
- 禁止响应限于超文本文件。
- 连接在每次请求后关闭。
随着HTTP的继续演进，媒体类型协商、内容编码、缓存机制等也逐步进入规范，现今几乎每个Web服务器都在使用HTTP/1.0。
HTTP/1.1：成为互联网标准
HTTP的进一步发展是与HTTP/1.0的文档化工作同步进行的，历时近四年。1997年，RFC 2068作为第一个官方的HTTP/1.1标准发布。经过更新与改进，1999年6月，HTTP/1.1的更新版本RFC 2616正式推出。
HTTP/1.1标准针对早期版本中的协议歧义进行了澄清，并引入了许多性能优化措施，比如保持连接、分块编码、字节范围请求、增强的缓存控制等等。
现代HTTP/1.1会话的典型示例：
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$>telnetwebsite.org 80
连接到xxx.xxx.xxx.xx
GET /index.html HTTP/1.1
主机：website.org
User-Agent: Mozilla/5.0…（剪切）
在这个版本中，请求和响应的复杂性显著增加，连接的保持活跃性被默认实施，从而优化了用户体验。
HTTP/1.1对协议的理解高度抽象，用户和开发者皆受益匪浅。显著的变化包括，但是不限于：
- 支持持续连接和资源复用。
- 时间延迟降低，网络请求更为流畅。
- 增加了丰富的请求和响应头。
正如前文所述，HTTP语义学的改变使得HTTP的运输效率获得了突破，而这在许多现代应用中继续发挥着关键作用。
HTTP/2：传输性能的提升
自RFC 2616发布以来，HTTP协议经历了巨大的发展，成为全球数十亿设备的基础协议。HTTP起初只是单一请求到超文本的简单协议，但随着技术进步，大家意识到需要一种更高级的协议来满足日益增长的使用需求。
为了应对这些挑战，HTTPbis工作组于2012年启动了HTTP/2的开发。
HTTP/2的核心目标是显著提升传输性能，以更低的延迟和更高的吞吐量为特色。值得注意的是，虽然其设计上进行了许多重大的增强，但所有现有的HTTP标头、值和用例却都保持不变。也就是说，当前的网站和应用无需变更即可通过HTTP/2交付。
HTTP/2确保新旧终端的无缝迁移，目标是让应用程序可以以更高的效率和更低的延迟传递。虽然HTTP/1.1依然会在可预见的将来继续支持，但HTTP/2将会为未来的网上应用设置一个新的标杆。
HTTP/3：基于QUIC协议的新纪元
尽管HTTP/2引入了许多性能优化，如多路复用、头部压缩等，但它依然依赖于TCP作为传输层协议，这限制了某些方面的性能提升，特别是在处理高延迟和不稳定的网络环境时。因此，HTTP/3应运而生，它最大的变化在于采用了UDP为基础的QUIC协议，以进一步提高网络性能。核心特性有：
- 基于QUIC：QUIC是一个新的传输层协议，旨在提供更快速的连接建立、减少延迟，并且能够更好地处理丢包问题。
- 0-RTT连接建立：通过重用之前会话的安全参数，可以在新连接上发送数据而无需等待完整的TLS握手完成，大大减少了首次请求的时间。
- 改进的多路复用：解决了HTTP/2中存在的“队头阻塞”问题，在一个流上的丢失不会影响其他流的数据传输。
- 更好的安全性：默认采用TLS 1.3，增强了隐私保护和数据完整性。
通过对过去和现在的比较，我们可以看出HTTP协议经历了从简单到复杂，从单一的超文本传输到超媒体的演变过程，这一切都在推动着互联网的发展。了解HTTP的历史，对于从事网络开发和应用设计的每位专业人士来说，都是至关重要的。
