Was ist HTTP / 2 und was macht es?

In den letzten 20 Jahren hat sich das World Wide Web dramatisch weiterentwickelt. Alle verbesserten Webtechnologien erfordern bessere und schnellere Lösungen und Protokolle für die Kommunikation und Dateiübertragung als die derzeitigen (HTTP), die ihre technologischen Grenzen erreichen.

Was ist HTTP / 2?

HTTP / 2 ist die neueste Version des Hypertext Transport Protocol (HTTP) - das zugrunde liegende Protokoll, das vom World Wide Web verwendet wird . Es wurde ursprünglich im Februar 2015 genehmigt. Das ist fast 20 Jahre nach dem ursprünglichen HTTP. HTTP / 2 reduziert die Ladezeiten und verbessert die Kommunikation zwischen Servern und Browsern erheblich. Die Mehrheit der Browser hat bereits HTTP / 2 hinzugefügt und es hat viele Dinge aus der Sicht der Benutzer nicht verändert. Das ist der Hauptgrund, warum viele von uns noch nicht gelesen oder gehört haben.

Was macht HTTP / 2?

Als Nachfolger von HTTP konzentriert sich HTTP / 2 auf die Verbesserung aller Eigenschaften von HTTP . Um die Abwärtskompatibilität mit dem älteren Protokoll aufrechtzuerhalten, behält es die meisten Funktionen von HTTP bei. Es führt jedoch einige drastische Verbesserungen ein.

Sowohl HTTP als auch HTTP / 2 definieren:

Welche Aktionen müssen Webbrowser und Server als Reaktion auf verschiedene Befehle ausführen?
Wie jedes bisschen Information von einem zum anderen Computer über das Web übertragen wird.
Wie Nachrichten erstellt, formatiert und übertragen werden.

Mit anderen Worten: HTTP und HTTP / 2 setzen die Standards für die Bereitstellung von Web-Inhalten auf Ihrem Computer, mit dem Unterschied, dass HTTP / 2 alles schneller macht als sein Vorgänger. Hier können Sie sehen, was HTTP / 2 im Detail macht.

Multiplex-Streams

Bidirektionale Reihen von Textformatrahmen, die über das HTTP / 2-Protokoll zwischen einem Server und einem Client gesendet werden, werden als Ströme bezeichnet. HTTP kann jeweils nur einen dieser Datenströme übertragen. Nach dem Senden des Streams gibt es eine Zeitverzögerung zwischen der nächsten Stream-Übertragung.

HTTP / 2 richtet eine neue binäre Framing-Schicht ein, die das Problem der einzelnen Übertragungsströme direkt löst. Es ermöglicht Clients und Servern, die HTTP / 2-Nutzlast in kleine, unabhängige und leicht zu verwaltende Interleave-Frame-Sequenzen aufzulösen. All diese Informationen werden wieder zusammengesetzt, sobald sie am anderen Ende empfangen werden. Dieses Protokoll ermöglicht den Austausch mehrerer, gleichzeitig offener und unabhängiger bidirektionaler Sequenzen ohne Latenz zwischen aufeinanderfolgenden Strömen.

Leistungen:

Die parallel gemultiplexten Anforderungen und Antworten blockieren sich nicht gegenseitig.
Eine einzelne TCP-Verbindung kann auch bei der Übertragung mehrerer Datenströme eine effektive Nutzung der Netzwerkressourcen sicherstellen.
Schnellere Webleistung, reduzierte Latenz und bessere Suchmaschinenergebnisse
Reduzierte CapEx und OpEx in laufenden Netzwerk- und IT-Ressourcen.

HTTP / 2 Server Push und Cache Push

Dies ist eine Funktion, mit der Server zusätzliche Informationen im Cache an Clients senden können . Diese Information wird nicht angefordert, wird aber für zukünftige Anfragen erwartet. Wenn der Client eine Ressource A anfordert und es bekannt ist, dass auf eine andere Ressource B mit der angeforderten zugegriffen wird, kann der Server B zusammen mit A drücken, anstatt auf eine andere Clientanforderung zu warten. Dann speichert der Client die gedrückte Ressource B zur zukünftigen Verwendung im Cache. Diese Funktion speichert einen gesamten Anfrage-Antwort-Round-Trip-Prozess und reduziert die Netzwerklatenz. Google hat den Server Push im SPDY-Protokoll eingeführt.

Eine weitere Verbesserung von HTTP / 2 ist Cache Push. Dadurch wird der Cache des Clients proaktiv aktualisiert oder ungültig gemacht. Dies gibt den Servern die Möglichkeit, mögliche Push-fähige Ressourcen zu identifizieren, die Clients eigentlich nicht benötigen.

Leistungen:

Clients können Push-Ressourcen ablehnen, um ein effizientes Repository von zwischengespeicherten Ressourcen zu verwalten (oder sogar Server Push vollständig zu deaktivieren).
Clients können die Anzahl von Push-Strömen begrenzen, die gleichzeitig gemultiplext werden.
Server können priorisierte Ressourcen priorisieren. Dies ist ein Schlüssel im Leistungsunterschied zwischen HTTP / 2 und HTTP.
Server können gepushte Ressourcen zusammen mit den angeforderten Informationen des Clients innerhalb derselben TCP-Verbindung multiplexen.
Clients können die zwischengespeicherten Ressourcen auf verschiedenen Seiten verwenden.
Clients speichern gepushte Ressourcen im Cache-Speicher.

Binärprotokolle

HTTP / 2 hat die Fähigkeiten beim Transformieren des Textprotokolls in ein Binärprotokoll erheblich verbessert . Während HTTP Textbefehle zum Ausführen von Anfrage-Antwort-Zyklen verarbeitet, stützt sich HTTP / 2 auf binäre Befehle. Das verkürzt die Zeit (auf 1s und 0s) für die Ausführung der gleichen Aufgaben.

Browser mit HTTP / 2-Unterstützung konvertieren die Textbefehle in Binärcode, bevor sie über das Netzwerk übertragen werden. Die binäre Framing-Schicht ist jedoch nicht abwärtskompatibel mit HTTP-Servern und -Clients.

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Leistungen:

Verhindern von Sicherheitsbedenken im Zusammenhang mit der textlichen Natur von HTTP (zB Response-Splitting-Attacken).
Aktiviert HTTP / 2-Funktionen wie Komprimierung, Priorisierung, Multiplexing, effektive TLS-Verarbeitung und Ablaufsteuerung.
Kompakte Darstellung von Befehlen zur einfacheren Implementierung und Verarbeitung.
Robuste und effektive Datenverarbeitung zwischen Clients und Servern.
Verbesserter Durchsatz und reduzierte Netzwerklatenz
Weniger Fehlermöglichkeiten im Vergleich zu HTTP.
Hocheffiziente Nutzung von Netzwerkressourcen.
Geringer Overhead beim Parsen von Daten.
Leichterer Netzwerk-Footprint

Stream-Priorisierung

HTTP / 2 ermöglicht Clients, bestimmten Datenströmen Präferenzen zu geben. Die Server sind nicht verpflichtet, den Anweisungen dieser Clients zu folgen, aber dieser Mechanismus ermöglicht es Servern, die Zuweisung von Netzwerkressourcen basierend auf Benutzeranforderungen zu optimieren .

Die Stream-Priorisierung funktioniert mit Weight und Dependencies, die jedem Stream zugewiesen sind. Trotz der Tatsache, dass alle Ströme von Natur aus voneinander abhängig sind, haben sie eine Gewichtung zwischen 1 und 256 zugewiesen. Mechanismen zur Priorisierung von Strömen sind immer noch ein Diskussionsthema. Wenn die Stream-Priorisierung jedoch mit der HTTP / 2-Fähigkeit zur Verarbeitung mehrerer Datenströme in einer einzelnen TCP-Verbindung kombiniert wird, kann dies zu einem gleichzeitigen Eintreffen von Serveranforderungen mit unterschiedlichen Prioritäten führen.

Leistungen:

Reduzierte negative Auswirkungen von Netzwerklatenzproblemen.
Verbesserte Benutzerfreundlichkeit und Ladegeschwindigkeit.
Optimierung der Datenkommunikation zwischen Servern und Clients.
Hocheffektive Nutzung von Netzwerkressourcen.
Reduzierte Lieferzeit für primäre Inhaltsanforderungen

Stateful Header-Komprimierung

Wenn Benutzer Websites mit Medien-Rich-Content über HTTP durchsuchen, pushen Clients mehrere nahezu identische Header-Frames. Dies ist der Fall, da jede Clientanforderung so viele Informationen enthalten muss, wie der Server zum Ausführen der angeforderten Operation benötigt. Dieser Prozess führt zu Latenz und unnötigem Ressourcenverbrauch.

HTTP / 2 enthält die Möglichkeit, eine große Anzahl von redundanten Header-Frames zu komprimieren. Es basiert auf der HPACK-Spezifikation als sicherer und einfacher Ansatz für die Header-Komprimierung . Clients und Server verwalten eine Liste der Header, die in früheren Client-Server-Anfragen verwendet wurden. Dies adressiert direkt die Probleme mit redundanten Header-Rahmen.

Leistungen:

Codiert häufig verwendete Header und große Header. Dadurch müssen keine vollständigen Header-Frames gesendet werden. Die individuelle Größe jedes Streams schrumpft erheblich.
Sicherheitsangriffe wie CRIME verhindern, indem Datenströme mit komprimierten Headern untersucht werden.
Effiziente Nutzung von Multiplex-Mechanismen.
Effiziente Stream-Priorisierung
Reduzierter Ressourcenaufwand

Real-World Vorteile von HTTP / 2

HTTP / 2 konzentriert sich auf die Maximierung des Potenzials von Technologie, um zukünftige Anforderungen und Erwartungen zu erfüllen. Hier sind die realen Vorteile der Verwendung von HTTP / 2.

Web Performace und Mobile Web Performance - HTTP / 2 hat die Fähigkeit, mehr Daten in einem Client-Server Kommunikationszyklus zu senden und zu empfangen. Es funktioniert gut, um die Latenz beim Zugriff auf Internetdienste in mobilen Datennetzen und Netzwerken mit begrenzter Bandbreite pro Benutzer zu reduzieren.

Günstigeres High-Speed Internet - HTTP / 2 erhöht die Effektivität der Datenkommunikation. Dies ermöglicht es Internetanbietern, die Gesamtkosten zu senken und gleichzeitig die Standards des Hochgeschwindigkeitsinternets einzuhalten.

Sicherheit - HTTP / 2 ist nicht anfällig für Bedrohungen, die auf textbasierte Protokolle der Anwendungsebene abzielen. Darüber hinaus verwendet es den Security by Obscurity-Ansatz, um die sensible Datenübertragung zwischen Clients und Servern zu schützen.

Expansive Reach - HTTP / 2 Vorteile reduzieren Internet-Ergebnisse für Anbieter. Dies wird zu einer breiteren Internetabdeckung auf weltweiter Ebene führen.

Media-Rich Web Experience - Die Technologiefunktionen und -vorteile, die HTTP / 2 in das World Wide Web bringt, stellen eine Infrastruktur bereit, die medienreiche Inhalte mit schnelleren Seitenladegeschwindigkeiten bereitstellen kann.

Einpacken

HTTP / 2 ist ein relativ neues Protokoll, aber die Unterstützung dafür wächst ständig. Heutzutage unterstützen die meisten Internetbrowser HTTP / 2 (Microsoft Edge, Google Chrome, Safari, Firefox, Chrome für Android). Viele Webserver verfügen über native HTTP / 2-Unterstützung (Apache HTTP Server, Tomcat, NGINX). Ohne Zweifel ist HTTP / 2 das WWW-Protokoll der Zukunft.