1、先聊聊什么是 HTTP：
我们通常所说的 HTTP(S)1.1 其实是由多个协议组成的：
- HTTP协议：用来解析 url 和 数据。
- TSL协议：用来对传输的数据进行加密（即为 HTTPS 的 "S"）。
- IP协议：用来定位客户端与服务器，以便双方通信。
- TCP协议：用来确保数据完整、准确地传递。
上述四种协议，在互联网经过这么多年发展后，其中 HTTP1.1协议 和 TCP协议 都各自暴露出一些问题。
而 HTTP2 则是为了解决 HTTP1.1协议 的一些问题。
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而 HTTP3 则是为了解决 TCP协议 的一些问题。
2、HTTP1.1 的主要问题 和 HTTP2 对其的解决之道：
HTTP1.1 的主要问题：
- HTTP协议的队头阻塞（Head-of-Line blocking）：HTTP1.1虽然实现了多个HTTP请求可以共用TCP管道。
但建立TCP连接后，每条HTTP的 request 和 response 都是串行交互数据。所以若前面的 response 有延迟，就会阻塞后面的request，从而造成后续http请求的等待，进而影响数据的传输速度。 - 队列堆积（Queueing）：浏览器对每个域名的http并发请求是有限制的（chrome为6个）,当请求数量超过限制时，则新请求会进入队列等待，当并发的请求过多时，也会造成阻塞。
- 报文头(Header)信息冗余：每次request都需要携带报文头，且其数据非常冗余。
- 自身没有 加密 和 认证机制。
HTTP2 针对 HTTP1.1 的优化点：
- 二进制分帧（Binary Framing）:HTTP2在应用层(HTTP)和传输层(TCP)之间加了一层 二进制分帧层。将http1.1字符串的“大”数据，分割成多个“小”的二进制数据。其好处：“二进制”可以压缩数据，而“分帧”将大数据变成多个小数据，以便“多路复用”（HTTP2相比HTTP1.1性能的提高主要是因为这一层的引入）。
- 多路复用（Multiplexing）：其机制是在建立一个TCP管道中，可以同时收/发多个HTTP请求和二进制帧，从而解决HTTP1.1的阻塞问题。
- 对HTTP头压缩：HTTP1.1的header有很多信息，每次请求都要重复发送，而HTTP2对头部信息进行了压缩。
- 服务器推送：这个功能其实已事实上被废弃，具体原因文末简述。
3、TCP的主要问题 和 HTTP3 对其的解决之道：
HTTP3相比HTTP2本身升级不多，其重点是将 TCP协议 换成了 QUIC协议，以QUIC解决TCP的问题。
HTTP2 VS HTTP3
TCP 的主要问题：
- TCP没有加密功能：TCP协议不包含TLS协议（即 HTTPS 的 "S"），使得现在 HTTPS 运行必须有 TCP 和 TLS 两个协议的连接，才能传输数据。
- TCP协议的队头阻塞（Head-of-Line blocking）：上文说到HTTP有队头阻塞，其实TCP也有队头阻塞。即TCP传输数据时会将数据拆分一个个顺序的数据包，但传输过程中若某个数据包没有按顺序到达，则接收端会一直保持等待该数据包，这时候就会阻塞后续的数据传输。
QUIC 针对 TCP 的优化点：
首先，QUIC协议基于已存在的UDP协议实现（其原因可见：What Is QUIC）
- 整合TLS：从上图可见，QUIC包含TLS，所以QUIC相比TCP天然更安全且建立时间更短（TCP协议建议链接需要额外建立TLS连接，而QUIC协议将两者合二为一）。
- 多路复用+二进制分帧：其目的为解决TCP协议的队头阻塞。
- 使用connection IDs：连接ID独立于客户端端口和IP地址，使得避免重复的连接握手。
最后总结：
- 2.0到3.0不断升级的目的：HTTP作为数据传输协议，技术发展的方向就是不断提速；所以 HTTP2.0和HTTP3.0 分别对 HTTP协议 和 TCP协议 进行了升级。其最大的目的都是：进一步提速。
- 分成两次升级原因：同时升级HTTP和TCP两大协议工作量巨大，所以互联网工程任务组（IETF）将其升级一分为二。
- QUIC协议基于UDP协议的原因：TCP作为传输层协议已广泛被互联网世界的中间硬件(如防火墙、网站、路由器等)所支持，而这些硬件升级非常慢，若断然废弃TCP协议而采用新协议，这些硬件无法良好支持。而UDP协议是古老的协议，上述这些硬件都默认支持UDP，所以QUIC协议基于运行在UDP协议之上而设计。
- HTTP2为什么废弃服务端推送功能：具体原因见# Intent to Remove: HTTP/2 and gQUIC server push
。HTTP3中用于替代 Websocket 的方案为：《# [译]WebTransport 会在不久的将来取代 WebRTC 吗？》
