HTTP 協議在我們的生活中隨處可見，打開手機或者電腦，只要你上網，不論是用 iPhone、Android、Windows 還是 Mac，不論是用瀏覽器還是 App，不論是看新聞、短視頻還是聽音樂、玩游戲，后面總會有 HTTP 在默默為你服務。 據 NetCraft 公司統計，目前全球至少有 16 億個網站、2 億多個獨立域名，而這個龐大網絡世界的底層運轉機制就是 HTTP。 那么，在享受如此便捷舒適的網絡生活時，你有沒有想過，HTTP 協議是怎么來的？它最開始是什么樣子的？又是如何一步一步發展到今天，幾乎“統治”了整個互聯網世界的呢？ 常言道：“**時勢造英雄，英雄亦造時勢**”。 今天我就和你來聊一聊 HTTP 的發展歷程，看看它的成長軌跡，看看歷史上有哪些事件推動了它的前進，它又促進了哪些技術的產生，一起來見證“英雄之旅”。 在這個過程中，你也能夠順便了解一下 HTTP 的“歷史局限性”，明白 HTTP 為什么會設計成現在這個樣子。 ## 史前時期 20 世紀 60 年代，美國國防部高等研究計劃署（ARPA）建立了 ARPA 網，它有四個分布在各地的節點，被認為是如今互聯網的“始祖”。 然后在 70 年代，基于對 ARPA 網的實踐和思考，研究人員發明出了著名的 TCP/IP 協議。由于具有良好的分層結構和穩定的性能，TCP/IP 協議迅速戰勝其他競爭對手流行起來，并在 80 年代中期進入了 UNIX 系統內核，促使更多的計算機接入了互聯網。 ## 創世紀 蒂姆·伯納斯 - 李 1989 年，任職于歐洲核子研究中心（CERN）的蒂姆·伯納斯 - 李（Tim Berners-Lee）發表了一篇論文，提出了在互聯網上構建超鏈接文檔系統的構想。這篇論文中他確立了三項關鍵技術。 1. URI：即統一資源標識符，作為互聯網上資源的唯一身份； 2. HTML：即超文本標記語言，描述超文本文檔； 3. HTTP：即超文本傳輸協議，用來傳輸超文本。 這三項技術在如今的我們看來已經是稀松平常，但在當時卻是了不得的大發明。基于它們，就可以把超文本系統完美地運行在互聯網上，讓各地的人們能夠自由地共享信息，蒂姆把這個系統稱為“萬維網”（World Wide Web），也就是我們現在所熟知的 Web。 所以在這一年，我們的英雄“HTTP”誕生了，從此開始了它偉大的征途。 ## HTTP/0.9 20 世紀 90 年代初期的互聯網世界非常簡陋，計算機處理能力低，存儲容量小，網速很慢，還是一片“信息荒漠”。網絡上絕大多數的資源都是純文本，很多通信協議也都使用純文本，所以 HTTP 的設計也不可避免地受到了時代的限制。 這一時期的 HTTP 被定義為 0.9 版，結構比較簡單，為了便于服務器和客戶端處理，它也采用了純文本格式。蒂姆·伯納斯 - 李最初設想的系統里的文檔都是只讀的，所以只允許用“GET”動作從服務器上獲取 HTML 文檔，并且在響應請求之后立即關閉連接，功能非常有限。 HTTP/0.9 雖然很簡單，但它作為一個“原型”，充分驗證了 Web 服務的可行性，而“簡單”也正是它的優點，蘊含了進化和擴展的可能性，因為： “把簡單的系統變復雜”，要比“把復雜的系統變簡單”容易得多。 ## HTTP/1.0 1993 年，NCSA（美國國家超級計算應用中心）開發出了 Mosaic，是第一個可以圖文混排的瀏覽器，隨后又在 1995 年開發出了服務器軟件 Apache，簡化了 HTTP 服務器的搭建工作。 同一時期，計算機多媒體技術也有了新的發展：1992 年發明了 JPEG 圖像格式，1995 年發明了 MP3 音樂格式。 這些新軟件新技術一經推出立刻就吸引了廣大網民的熱情，更的多的人開始使用互聯網，研究 HTTP 并提出改進意見，甚至實驗性地往協議里添加各種特性，從用戶需求的角度促進了 HTTP 的發展。 于是在這些已有實踐的基礎上，經過一系列的草案，HTTP/1.0 版本在 1996 年正式發布。它在多方面增強了 0.9 版，形式上已經和我們現在的 HTTP 差別不大了，例如： 1. 增加了 HEAD、POST 等新方法； 2. 增加了響應狀態碼，標記可能的錯誤原因； 3. 引入了協議版本號概念； 4. 引入了 HTTP Header（頭部）的概念，讓 HTTP 處理請求和響應更加靈活； 5. 傳輸的數據不再僅限于文本。 但 HTTP/1.0 并不是一個“標準”，只是記錄已有實踐和模式的一份參考文檔，不具有實際的約束力，相當于一個“備忘錄”。 所以 HTTP/1.0 的發布對于當時正在蓬勃發展的互聯網來說并沒有太大的實際意義，各方勢力仍然按照自己的意圖繼續在市場上奮力拼殺。 ## HTTP/1.1 1995 年，網景的 Netscape Navigator 和微軟的 Internet Explorer 開始了著名的“瀏覽器大戰”，都希望在互聯網上占據主導地位。 這場戰爭的結果你一定早就知道了，最終微軟的 IE 取得了決定性的勝利，而網景則“敗走麥城”（但后來卻憑借 Mozilla Firefox 又扳回一局）。 “瀏覽器大戰”的是非成敗我們放在一邊暫且不管，不可否認的是，它再一次極大地推動了 Web 的發展，HTTP/1.0 也在這個過程中經受了實踐檢驗。于是在“瀏覽器大戰”結束之后的 1999 年，HTTP/1.1 發布了 RFC 文檔，編號為 2616，正式確立了延續十余年的傳奇。 從版本號我們就可以看到，HTTP/1.1 是對 HTTP/1.0 的小幅度修正。但一個重要的區別是：它是一個“正式的標準”，而不是一份可有可無的“參考文檔”。這意味著今后互聯網上所有的瀏覽器、服務器、網關、代理等等，只要用到 HTTP 協議，就必須嚴格遵守這個標準，相當于是互聯網世界的一個“立法”。 不過，說 HTTP/1.1 是“小幅度修正”也不太確切，它還是有很多實質性進步的。畢竟經過了多年的實戰檢驗，比起 0.9/1.0 少了“學術氣”，更加“接地氣”，同時表述也更加嚴謹。HTTP/1.1 主要的變更點有： 1. 增加了 PUT、DELETE 等新的方法； 2. 增加了緩存管理和控制； 3. 明確了連接管理，允許持久連接； 4. 允許響應數據分塊（chunked），利于傳輸大文件； 5. 強制要求 Host 頭，讓互聯網主機托管成為可能。 HTTP/1.1 的推出可謂是“眾望所歸”，互聯網在它的“保駕護航”下邁開了大步，由此走上了“康莊大道”，開啟了后續的“Web 1.0”“Web 2.0”時代。現在許多的知名網站都是在這個時間點左右創立的，例如 Google、新浪、搜狐、網易、騰訊等。 不過由于 HTTP/1.1 太過龐大和復雜，所以在 2014 年又做了一次修訂，原來的一個大文檔被拆分成了六份較小的文檔，編號為 7230-7235，優化了一些細節，但此外沒有任何實質性的改動。 ## HTTP/2 HTTP/1.1 發布之后，整個互聯網世界呈現出了爆發式的增長，度過了十多年的“快樂時光”，更涌現出了 Facebook、Twitter、淘寶、京東等互聯網新貴。 這期間也出現了一些對 HTTP 不滿的意見，主要就是連接慢，無法跟上迅猛發展的互聯網，但 HTTP/1.1 標準一直“巋然不動”，無奈之下人們只好發明各式各樣的“小花招”來緩解這些問題，比如以前常見的切圖、JS 合并等網頁優化手段。 終于有一天，搜索巨頭 Google 忍不住了，決定“揭竿而起”，就像馬云說的“如果銀行不改變，我們就改變銀行”。那么，它是怎么“造反”的呢？ Google 首先開發了自己的瀏覽器 Chrome，然后推出了新的 SPDY 協議，并在 Chrome 里應用于自家的服務器，如同十多年前的網景與微軟一樣，從實際的用戶方來“倒逼”HTTP 協議的變革，這也開啟了第二次的“瀏覽器大戰”。 歷史再次重演，不過這次的勝利者是 Google，Chrome 目前的全球的占有率超過了 60%。“挾用戶以號令天下”，Google 借此順勢把 SPDY 推上了標準的寶座，互聯網標準化組織以 SPDY 為基礎開始制定新版本的 HTTP 協議，最終在 2015 年發布了 HTTP/2，RFC 編號 7540。 HTTP/2 的制定充分考慮了現今互聯網的現狀：寬帶、移動、不安全，在高度兼容 HTTP/1.1 的同時在性能改善方面做了很大努力，主要的特點有： 1. 二進制協議，不再是純文本； 2. 可發起多個請求，廢棄了 1.1 里的管道； 3. 使用專用算法壓縮頭部，減少數據傳輸量； 4. 允許服務器主動向客戶端推送數據； 5. 增強了安全性，“事實上”要求加密通信。 雖然 HTTP/2 到今天已經四歲，也衍生出了 gRPC 等新協議，但由于 HTTP/1.1 實在是太過經典和強勢，目前它的普及率還比較低，大多數網站使用的仍然還是 20 年前的 HTTP/1.1。 ## HTTP/3 看到這里，你可能會問了：“HTTP/2 這么好，是不是就已經完美了呢？” 答案是否定的，這一次還是 Google，而且它要“革自己的命”。 在 HTTP/2 還處于草案之時，Google 又發明了一個新的協議，叫做 QUIC，而且還是相同的“套路”，繼續在 Chrome 和自家服務器里試驗著“玩”，依托它的龐大用戶量和數據量，持續地推動 QUIC 協議成為互聯網上的“既成事實”。 “功夫不負有心人”，當然也是因為 QUIC 確實自身素質過硬。 在去年，也就是 2018 年，互聯網標準化組織 IETF 提議將“HTTP over QUIC”更名為“HTTP/3”并獲得批準，HTTP/3 正式進入了標準化制訂階段，也許兩三年后就會正式發布，到時候我們很可能會跳過 HTTP/2 直接進入 HTTP/3。 ## 小結 今天我和你一起跨越了三十年的歷史長河，回顧了 HTTP 協議的整個發展過程，在這里簡單小結一下今天的內容： 1. HTTP 協議始于三十年前蒂姆·伯納斯 - 李的一篇論文； 2. HTTP/0.9 是個簡單的文本協議，只能獲取文本資源； 3. HTTP/1.0 確立了大部分現在使用的技術，但它不是正式標準； 4. HTTP/1.1 是目前互聯網上使用最廣泛的協議，功能也非常完善； 5. HTTP/2 基于 Google 的 SPDY 協議，注重性能改善，但還未普及； 6. HTTP/3 基于 Google 的 QUIC 協議，是將來的發展方向。 希望通過今天的介紹，你能夠對 HTTP 有一個初步但清晰的印象，知道了“來龍”才能更好地知道“去脈”。 ## 課下作業 1. 你認為推動 HTTP 發展的原動力是什么？ 2. 你是怎么理解 HTTP（超文本傳輸協議）的？