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HTTP/2 底部压缩技术介绍

2019年3月25日 - 金沙前端

HTTP/2 尾部压缩技术介绍

2015/11/03 · HTML5 ·
HTTP/2

原著出处:
imququ(@屈光宇)   

大家领略,HTTP/2 协议由多个 MuranoFC 组成:多个是 RFC
7540,描述了 HTTP/2
协议本人;三个是 RFC
7541,描述了 HTTP/2
协议中使用的底部压缩技术。本文将经超过实际际案例引导我们详细地认识 HTTP/2
底部压缩那门技术。

HTTP/2 底部压缩技术介绍

2016/04/13 · 基础技术 ·
HTTP/2

本文笔者: 伯乐在线 –
JerryQu
。未经小编许可,禁止转发!
欢迎参与伯乐在线 专栏撰稿人。

我们驾驭,HTTP/2 协议由多个 ENCOREFC 组成:叁个是 RFC
7540,描述了 HTTP/2
协议自己;3个是 RFC
7541,描述了 HTTP/2
协议中采纳的头顶压缩技术。本文将通超过实际际案例辅导大家详细地认识 HTTP/2
尾部压缩这门技术。

HTTP协议(HyperTextTransferProtocol,超文本传输协议)是用来从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传导协议。

日前互连网环境中,同贰个页面发出几十二个HTTP请求已经是常见的业务了。在HTTP/1.第11中学,请求之间完全互相独立,使得请求中冗余的首部字段不须求地浪费了汪洋的网络带宽,并扩充了网络延时。以对某站点的二遍页面访问为例,直观地看一下那种景色:

怎么要减弱

在 HTTP/1 中,HTTP 请求和响应都以由「状态行、请求 /
响应底部、新闻主体」三有的构成。一般而言,音信主体都会经过 gzip
压缩,可能自个儿传输的正是减掉过后的二进制文件(例如图片、音频),但情状行和尾部却尚未通过其余压缩,直接以纯文本传输。

随着 Web 作用尤其复杂,每一种页面产生的央浼数也更为多,依据 HTTP
Archive 的总计,当前平均每一种页面都会发生众两个请求。越多的央求导致消耗在头顶的流量越多,特别是每一回都要传输
UserAgent、Cookie 这类不会反复变更的始末,完全是一种浪费。

以下是自家顺手打开的二个页面包车型客车抓包结果。能够看来,传输底部的互连网开销超越100kb,比 HTML 还多:

js333cp 1

上面是内部叁个请求的绵密。能够看到,为了赢得 58
字节的数额,在头顶传输上海消防费了几许倍的流量:

js333cp 2

HTTP/1
时期,为了削减尾部消耗的流量,有比比皆是优化方案得以尝尝,例如合并请求、启用
Cookie-Free
域名等等,然则那么些方案或多或少会引入一些新的标题,那里不展开商量。

怎么要压缩

在 HTTP/1 中,HTTP 请求和响应都是由「状态行、请求 /
响应尾部、音讯主体」三片段组成。一般而言,信息主体都会通过 gzip
压缩,只怕自身传输的便是缩减过后的二进制文件(例如图片、音频),但气象行和尾部却从不经过任何压缩,直接以纯文本传输。

乘胜 Web 成效进一步复杂,各种页面爆发的呼吁数也更多,依据 HTTP
Archive
的计算,当前平均每种页面都会生出过八个请求。越多的伸手导致消耗在头顶的流量越多,特别是历次都要传输
UserAgent、Cookie 这类不会频仍改变的情节,完全是一种浪费。

以下是自家顺手打开的二个页面包车型客车抓包结果。能够看到,传输尾部的互联网开发超越100kb,比 HTML 还多:

js333cp 3

下边是里面3个请求的独具匠心。能够见到,为了获得 58
字节的数码,在头顶传输上费用了几许倍的流量:

js333cp 4

HTTP/1
时代,为了收缩尾部消耗的流量,有好多优化方案能够尝尝,例如合并请求、启用
Cookie-Free
域名等等,可是这几个方案或多或少会引入一些新的题材,这里不展开研究。

js333cp 5img

js333cp 6

调减后的效应

接下去自身将采用访问本博客的抓包记录以来明 HTTP/2
底部压缩带来的变型。怎么样选拔 Wireshark 对 HTTPS
网站举办抓包并解密,请看本身的那篇小说。本文使用的抓包文件,能够点那边下载。

率先直接上海图书馆。下图选中的 Stream 是第1次访问本站,浏览器发出的伸手头:

js333cp 7

从图片中可以看来那一个 HEADE汉兰达S 流的长短是 206 个字节,而解码后的头顶长度有
451 个字节。同理可得,压缩后的头顶大小减少了大体上多。

可是那正是任何呢?再上一张图。下图选中的 Stream
是点击本站链接后,浏览器发出的央求头:

js333cp 8

能够看出那三次,HEADEKugaS 流的长短唯有 49 个字节,但是解码后的头顶长度却有
470 个字节。那二遍,压缩后的底部大小差不离只有原来大小的 一成。

缘何前后四遍差别这么大吗?我们把三次的底部新闻举办,查看同二个字段三次传输所占用的字节数:

js333cp 9

js333cp 10

相比较后能够发现,第2回的请求尾部之所以非常的小,是因为多数键值对只占用了三个字节。特别是
UserAgent、Cookie
那样的尾部,第三遍呼吁中供给占用很多字节,后续请求中都只必要多少个字节。

缩减后的功能

接下去本身将选拔访问本博客的抓包记录以来明 HTTP/2
尾部压缩带来的变型。如何利用 Wireshark 对 HTTPS
网站进行抓包并解密,请看本人的那篇文章。

率先直接上海教室。下图选中的 Stream 是第③遍访问本站,浏览器发出的呼吁头:

js333cp 11

从图片中能够看到这些 HEADETiguanS 流的长短是 206 个字节,而解码后的头顶长度有
451 个字节。综上说述,压缩后的底部大小减弱了大体上多。

不过那正是全数呢?再上一张图。下图选中的 Stream
是点击本站链接后,浏览器发出的请求头:

js333cp 12

能够见到这一回,HEADE卡宴S 流的长短只有 49 个字节,可是解码后的头顶长度却有
470 个字节。那3遍,压缩后的尾部大小大约唯有原来大小的 10%。

缘何前后四次差异这么大吗?我们把三遍的底部音信进行,查看同1个字段五次传输所占用的字节数:

js333cp 13

js333cp 14

相比后能够发现,第③遍的呼吁底部之所以非常的小,是因为多数键值对只占用了四个字节。尤其是
UserAgent、Cookie
那样的尾部,第二回呼吁中须要占用很多字节,后续请求中都只须求1个字节。

HTTP 2.0 的面世,比较于 HTTP 1.x ,大幅的晋级了 web 质量。

Header 1

技巧原理

下边那张截图,取自 谷歌 的习性专家 Ilya Grigorik 在 Velocity 二零一六 • SC
会议中分享的「HTTP/2 is here, let’s
optimize!」,万分直观地描述了
HTTP/2 中尾部压缩的规律:

js333cp 15

自身再用浅显的言语诠释下,头部压缩需求在支持 HTTP/2 的浏览器和服务端之间:

静态字典的效益有四个:1)对于截然同盟的尾部键值对,例如 :
method :GET
,可以直接行使四个字符表示;2)对于底部名称能够包容的键值对,例如 cookie :xxxxxxx,能够将名称使用二个字符表示。HTTP/第22中学的静态字典如下(以下只截取了一部分,完整表格在这里):

Index Header Name Header Value
1 :authority
2 :method GET
3 :method POST
4 :path /
5 :path /index.html
6 :scheme http
7 :scheme https
8 :status 200
32 cookie
60 via
61 www-authenticate

并且,浏览器能够告诉服务端,将 cookie :xxxxxxx 添加到动态字典中,这样持续一切键值对就足以行使1个字符表示了。类似的,服务端也能够创新对方的动态字典。须求专注的是,动态字典上下文有关,须要为各类HTTP/2 连接维护不一样的字典。

行使字典能够大幅地升级压缩效果,个中静态字典在第一回呼吁中就足以选拔。对于静态、动态字典中不设有的剧情,还能使用哈夫曼编码来减小体积。HTTP/2
使用了一份静态哈夫曼码表(详见),也急需内置在客户端和服务端之中。

那里顺便说一下,HTTP/1 的气象行音信(Method、Path、Status 等),在
HTTP/2中被拆成键值对放入底部(冒号开始的那几个),同样能够大快朵颐到字典和哈夫曼压缩。别的,HTTP/2中保有底部名称必须小写。

技巧原理

下边那张截图,取自 谷歌 的性质专家 Ilya Grigorik 在 Velocity 二〇一五 • SC
会议中分享的「HTTP/2 is here, let’s
optimize!」,相当直观地描述了
HTTP/2 中底部压缩的规律:

js333cp 16

小编再用浅显的语言表达下,底部压缩需求在支撑 HTTP/2 的浏览器和服务端之间:

静态字典的成效有两个:1)对于截然匹配的头顶键值对,例如
:method: GET,能够一向利用叁个字符表示;2)对于底部名称能够兼容的键值对,例如
cookie: xxxxxxx,能够将名称使用2个字符表示。HTTP/2中的静态字典如下(以下只截取了有的,完整表格在这里):

Index Header Name Header Value
1 :authority
2 :method GET
3 :method POST
4 :path /
5 :path /index.html
6 :scheme http
7 :scheme https
8 :status 200
32 cookie
60 via
61 www-authenticate

再正是,浏览器可以告知服务端,将 cookie: xxxxxxx
添加到动态字典中,那样继续一切键值对就能够利用二个字符表示了。类似的,服务端也能够立异对方的动态字典。须要注意的是,动态字典上下文有关,供给为每一个HTTP/2 连接维护分化的字典。

利用字典能够非常的大地升级压缩效果,个中静态字典在首次呼吁中就能够运用。对于静态、动态字典中不设有的剧情,还足以行使哈夫曼编码来减小体量。HTTP/2
使用了一份静态哈夫曼码表(详见),也急需内置在客户端和服务端之中。

此间顺便说一下,HTTP/1 的动静行音信(Method、Path、Status 等),在
HTTP/第22中学被拆成键值对放入底部(冒号开始的那3个),同样能够享用到字典和哈夫曼压缩。此外,HTTP/2中兼有尾部名称必须小写。

js333cp 17img

js333cp 18

达成细节

问询了 HTTP/2 底部压缩的基本原理,最终大家来看一下切实的达成细节。HTTP/2
的底部键值对有以下那么些景况:

1)整个尾部键值对都在字典中

JavaScript

金沙线上娱乐,0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 1 | Index (7+) |
+—+—————————+

1
2
3
4
5
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 1 |        Index (7+)         |
+—+—————————+
 

那是最简易的意况,使用3个字节就足以代表这些底部了,最左一个人稳定为
1,之后八个人存放键值对在静态或动态字典中的索引。例如下图中,底部索引值为
2(0000010),在静态字典中查询可得 :
method :GET

js333cp 19

2)尾部名称在字典中,更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 1 | Index (6+) |
+—+—+———————–+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

1
2
3
4
5
6
7
8
9
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 1 |      Index (6+)       |
+—+—+———————–+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

对于那种气象,首先必要利用二个字节表示底部名称:左两位稳定为
01,之后八个人存放尾部名称在静态或动态字典中的索引。接下来的3个字节第①人H 表示底部值是或不是接纳了哈夫曼编码,剩余7位表示底部值的长短 L,后续 L
个字节便是底部值的具体内容了。例如下图中索引值为
32(一千00),在静态字典中询问可得  cookie ;头部值使用了哈夫曼编码(1),长度是
28(0011100);接下去的 三十多少个字节是 cookie 的值,将其展开哈夫曼解码就能博得具体内容。

js333cp 20

客户端或服务端看到那种格式的底部键值对,会将其添加到本人的动态字典中。后续传输那样的剧情,就适合第② 种情状了。

3)尾部名称不在字典中,更新动态字典

澳门金沙在线投注,JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 1 | 0 |
+—+—+———————–+ | H | Name Length (7+) |
+—+—————————+ | Name String (Length octets) |
+—+—————————+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

1
2
3
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  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 1 |           0           |
+—+—+———————–+
| H |     Name Length (7+)      |
+—+—————————+
|  Name String (Length octets)  |
+—+—————————+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

那种情况与第 2
种情景类似,只是由于尾部名称不在字典中,所以率先个字节固定为
0一千000;接着声明名称是或不是使用哈夫曼编码及长度,并放上名称的具体内容;再申明值是不是利用哈夫曼编码及长度,最终放上值的具体内容。例如下图中名称的长度是
5(0000101),值的长度是
6(0000110)。对其具体内容举办哈夫曼解码后,可得 pragma: no-cache 。

js333cp 21

客户端或服务端看到那种格式的头顶键值对,会将其添加到本人的动态字典中。后续传输那样的始末,就适合第三 种状态了。

4)尾部名称在字典中,不允许更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 0 | 0 | 1 |
Index (4+) | +—+—+———————–+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

1
2
3
4
5
6
7
8
9
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 0 | 0 | 1 |  Index (4+)   |
+—+—+———————–+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

那种气象与第 2 种景况万分接近,唯一不一样之处是:第3个字节左几人稳定为
0001,只剩余贰个人来存放在索引了,如下图:

js333cp 22

此间须要介绍其它三个知识点:对整数的解码。上海教室中率先个字节为
00011111,并不表示尾部名称的目录为 15(1111)。第3个字节去掉固定的
0001,只剩四人可用,将位数用 N 表示,它不得不用来代表小于「2 ^ N – 1 =
15」的整数 I。对于 I,须要根据以下规则求值(奥迪Q5FC 754第11中学的伪代码,via):

Python

if I < 2 ^ N – 1, return I # I 小于 2 ^ N – 1 时,直接重临 else M =
0 repeat B = next octet # 让 B 等于下三个八位 I = I + (B & 127) * 2 ^
M # I = I + (B 低七位 * 2 ^ M) M = M + 7 while B & 128 == 128 # B
最高位 = 1 时后续,不然重临 I return I

1
2
3
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5
6
7
8
9
if I < 2 ^ N – 1, return I         # I 小于 2 ^ N – 1 时,直接返回
else
    M = 0
    repeat
        B = next octet             # 让 B 等于下一个八位
        I = I + (B & 127) * 2 ^ M  # I = I + (B 低七位 * 2 ^ M)
        M = M + 7
    while B & 128 == 128           # B 最高位 = 1 时继续,否则返回 I
    return I

对于上图中的数据,依照那些规则算出索引值为 32(00011111 00010001,15 +
17),代表  cookie 。供给小心的是,协议中颇具写成(N+)的数字,例如
Index (4+)、Name Length (7+),都要求根据那个规则来编码和平解决码。

这种格式的底部键值对,不容许被添加到动态字典中(但足以选拔哈夫曼编码)。对于一些12分灵敏的头顶,比如用来表明的
Cookie,这么做可以提升安全性。

5)底部名称不在字典中,不容许更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
+—+—+———————–+ | H | Name Length (7+) |
+—+—————————+ | Name String (Length octets) |
+—+—————————+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

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  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 0 | 0 | 1 |       0       |
+—+—+———————–+
| H |     Name Length (7+)      |
+—+—————————+
|  Name String (Length octets)  |
+—+—————————+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

那种意况与第 3 种意况卓殊接近,唯一差别之处是:第3个字节固定为
000一千0。那种状态相比较少见,没有截图,各位能够脑补。同样,那种格式的头顶键值对,也不容许被添加到动态字典中,只可以采用哈夫曼编码来减弱年体育积。

实际上,协议中还规定了与 肆 、5 万分相近的别的二种格式:将 四 、5
格式中的第三个字节第一位由 1 改为 0
即可。它表示「本次不更新动态词典」,而 四 、5
代表「相对不容许更新动态词典」。差距不是一点都不小,那里略过。

明亮了尾部压缩的技术细节,理论上得以很自在写出 HTTP/2
底部解码工具了。小编比较懒,间接找来 node-http第22中学的 compressor.js 验证一下:

JavaScript

var Decompressor = require(‘./compressor’).Decompressor; var testLog =
require(‘bunyan’).createLogger({name: ‘test’}); var decompressor = new
Decompressor(testLog, ‘REQUEST’); var buffer = new
Buffer(‘820481634188353daded6ae43d3f877abdd07f66a281b0dae053fad0321aa49d13fda992a49685340c8a6adca7e28102e10fda9677b8d05707f6a62293a9d810020004015309ac2ca7f2c3415c1f53b0497ca589d34d1f43aeba0c41a4c7a98f33a69a3fdf9a68fa1d75d0620d263d4c79a68fbed00177febe58f9fbed00177b518b2d4b70ddf45abefb4005db901f1184ef034eff609cb60725034f48e1561c8469669f081678ae3eb3afba465f7cb234db9f4085aec1cd48ff86a8eb10649cbf’,
‘hex’); console.log(decompressor.decompress(buffer));
decompressor._table.forEach(function(row, index) { console.log(index +
1, row[0], row[1]); });

1
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var Decompressor = require(‘./compressor’).Decompressor;
 
var testLog = require(‘bunyan’).createLogger({name: ‘test’});
var decompressor = new Decompressor(testLog, ‘REQUEST’);
 
var buffer = new Buffer(‘820481634188353daded6ae43d3f877abdd07f66a281b0dae053fad0321aa49d13fda992a49685340c8a6adca7e28102e10fda9677b8d05707f6a62293a9d810020004015309ac2ca7f2c3415c1f53b0497ca589d34d1f43aeba0c41a4c7a98f33a69a3fdf9a68fa1d75d0620d263d4c79a68fbed00177febe58f9fbed00177b518b2d4b70ddf45abefb4005db901f1184ef034eff609cb60725034f48e1561c8469669f081678ae3eb3afba465f7cb234db9f4085aec1cd48ff86a8eb10649cbf’, ‘hex’);
 
console.log(decompressor.decompress(buffer));
 
decompressor._table.forEach(function(row, index) {
    console.log(index + 1, row[0], row[1]);
});

底部原始数据来源于于本文第3张截图,运营结果如下(静态字典只截取了一部分):

{ ‘:method’: ‘GET’, ‘:path’: ‘/’, ‘:authority’: ‘imququ.com’, ‘:scheme’:
‘https’, ‘user-agent’: ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11;
rv:41.0) Gecko/20100101 Firefox/41.0’, accept:
‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’,
‘accept-language’: ‘en-US,en;q=0.5’, ‘accept-encoding’: ‘gzip, deflate’,
cookie: ‘v=47; u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’, pragma:
‘no-cache’ } 1 ‘:authority’ ” 2 ‘:method’ ‘GET’ 3 ‘:method’ ‘POST’ 4
‘:path’ ‘/’ 5 ‘:path’ ‘/index.html’ 6 ‘:scheme’ ‘http’ 7 ‘:scheme’
‘https’ 8 ‘:status’ ‘200’ … … 32 ‘cookie’ ” … … 60 ‘via’ ” 61
‘www-authenticate’ ” 62 ‘pragma’ ‘no-cache’ 63 ‘cookie’
‘u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’ 64 ‘accept-language’
‘en-US,en;q=0.5’ 65 ‘accept’
‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’ 66
‘user-agent’ ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11; rv:41.0)
Gecko/20100101 Firefox/41.0’ 67 ‘:authority’ ‘imququ.com’

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{ ‘:method’: ‘GET’,
  ‘:path’: ‘/’,
  ‘:authority’: ‘imququ.com’,
  ‘:scheme’: ‘https’,
  ‘user-agent’: ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11; rv:41.0) Gecko/20100101 Firefox/41.0’,
  accept: ‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’,
  ‘accept-language’: ‘en-US,en;q=0.5’,
  ‘accept-encoding’: ‘gzip, deflate’,
  cookie: ‘v=47; u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’,
  pragma: ‘no-cache’ }
1 ‘:authority’ ”
2 ‘:method’ ‘GET’
3 ‘:method’ ‘POST’
4 ‘:path’ ‘/’
5 ‘:path’ ‘/index.html’
6 ‘:scheme’ ‘http’
7 ‘:scheme’ ‘https’
8 ‘:status’ ‘200’
… …
32 ‘cookie’ ”
… …
60 ‘via’ ”
61 ‘www-authenticate’ ”
62 ‘pragma’ ‘no-cache’
63 ‘cookie’ ‘u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’
64 ‘accept-language’ ‘en-US,en;q=0.5’
65 ‘accept’ ‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’
66 ‘user-agent’ ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11; rv:41.0) Gecko/20100101 Firefox/41.0’
67 ‘:authority’ ‘imququ.com’

能够见见,那段从 Wireshark
拷出来的尾部数据足以健康解码,动态字典也获得了更新(62 – 67)。

贯彻细节

打探了 HTTP/2 尾部压缩的基本原理,最终我们来看一下切实的贯彻细节。HTTP/2
的尾部键值对有以下这一个情形:

1)整个底部键值对都在字典中

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 1 | Index (7+) |
+—+—————————+

1
2
3
4
5
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 1 |        Index (7+)         |
+—+—————————+
 

那是最简便易行的情景,使用四个字节就足以代表这一个底部了,最左一人稳定为
1,之后8个人存放键值对在静态或动态字典中的索引。例如下图中,底部索引值为
2(0000010),在静态字典中查询可得 :method: GET

js333cp 23

2)底部名称在字典中,更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 1 | Index (6+) |
+—+—+———————–+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

1
2
3
4
5
6
7
8
9
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 1 |      Index (6+)       |
+—+—+———————–+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

对此这种景观,首先需求选拔2个字节表示底部名称:左两位稳定为
01,之后七位存放尾部名称在静态或动态字典中的索引。接下来的3个字节第二人H 表示尾部值是还是不是选拔了哈夫曼编码,剩余两个人代表底部值的长度 L,后续 L
个字节便是底部值的具体内容了。例如下图中索引值为
32(一千00),在静态字典中查询可得
cookie;尾部值使用了哈夫曼编码(1),长度是 28(0011100);接下去的 二十六个字节是 cookie 的值,将其进展哈夫曼解码就能博取具体内容。

js333cp 24

客户端或服务端看到那种格式的尾部键值对,会将其添加到本人的动态字典中。后续传输那样的情节,就适合第二 种状态了。

3)尾部名称不在字典中,更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 1 | 0 |
+—+—+———————–+ | H | Name Length (7+) |
+—+—————————+ | Name String (Length octets) |
+—+—————————+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

1
2
3
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13
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 1 |           0           |
+—+—+———————–+
| H |     Name Length (7+)      |
+—+—————————+
|  Name String (Length octets)  |
+—+—————————+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

那种情景与第 2
种意况类似,只是出于底部名称不在字典中,所以率先个字节固定为
0一千000;接着表明名称是或不是采取哈夫曼编码及长度,并放上名称的具体内容;再声明值是还是不是选择哈夫曼编码及长度,最后放上值的具体内容。例如下图中名称的长度是
5(0000101),值的长度是
6(0000110)。对其具体内容实行哈夫曼解码后,可得 pragma: no-cache

js333cp 25

客户端或服务端看到那种格式的尾部键值对,会将其添加到自身的动态字典中。后续传输那样的始末,就适合第叁 种景况了。

4)尾部名称在字典中,不允许更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 0 | 0 | 1 |
Index (4+) | +—+—+———————–+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

1
2
3
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6
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  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 0 | 0 | 1 |  Index (4+)   |
+—+—+———————–+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

那种意况与第 2 种境况卓殊接近,唯一不一致之处是:第③个字节左四个人稳定为
0001,只剩余2位来存放索引了,如下图:

js333cp 26

此处要求介绍别的3个知识点:对整数的解码。上海教室中率先个字节为
00011111,并不代表底部名称的目录为 15(1111)。第贰个字节去掉固定的
0001,只剩多少人可用,将位数用 N 表示,它不得不用来代表小于「2 ^ N – 1 =
15」的整数 I。对于 I,需求依据以下规则求值(RubiconFC 7541中的伪代码,via):

JavaScript

js333cp,if I < 2 ^ N – 1, return I # I 小于 2 ^ N – 1 时,直接重临 else M =
0 repeat B = next octet # 让 B 等于下贰个几个人 I = I + (B & 127) *
2 ^ M # I = I + (B 低七位 * 2 ^ M) M = M + 7 while B & 128 == 128
# B 最高位 = 1 时一而再,不然再次来到 I return I

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if I &lt; 2 ^ N – 1, return I         # I 小于 2 ^ N – 1 时,直接返回
else
    M = 0
    repeat
        B = next octet             # 让 B 等于下一个八位
        I = I + (B &amp; 127) * 2 ^ M  # I = I + (B 低七位 * 2 ^ M)
        M = M + 7
    while B &amp; 128 == 128           # B 最高位 = 1 时继续,否则返回 I
    return I
 

对此上海教室中的数据,遵照那几个规则算出索引值为 32(00011111 00010001,15 +
17),代表 cookie。供给小心的是,协议中具备写成(N+)的数字,例如
Index (4+)、Name Length (7+),都须求遵照那几个规则来编码和平化解码。

那种格式的底部键值对,差异意被添加到动态字典中(但能够利用哈夫曼编码)。对于部分格外灵活的尾部,比如用来表达的
Cookie,这么做能够增强安全性。

5)尾部名称不在字典中,差别意更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
+—+—+———————–+ | H | Name Length (7+) |
+—+—————————+ | Name String (Length octets) |
+—+—————————+ | H | Value Length (7+) |
+—+—————————+ | Value String (Length octets) |
+——————————-+

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13
  0   1   2   3   4   5   6   7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| 0 | 0 | 0 | 1 |       0       |
+—+—+———————–+
| H |     Name Length (7+)      |
+—+—————————+
|  Name String (Length octets)  |
+—+—————————+
| H |     Value Length (7+)     |
+—+—————————+
| Value String (Length octets)  |
+——————————-+
 

那种情景与第 3 种状态十三分接近,唯一不一致之处是:第3个字节固定为
000一千0。那种场馆相比少见,没有截图,各位能够脑补。同样,那种格式的底部键值对,也不容许被添加到动态字典中,只好选择哈夫曼编码来收缩年体育积。

骨子里,协议中还规定了与 肆 、5 万分相近的别的二种格式:将 四 、5
格式中的第1个字节第5位由 1 改为 0
即可。它象征「此次不立异动态词典」,而 肆 、5
表示「相对不允许更新动态词典」。差异不是不小,这里略过。

略知一二了底部压缩的技术细节,理论上能够很轻松写出 HTTP/2
底部解码工具了。笔者比较懒,直接找来 node-http2 中的
compressor.js
验证一下:

JavaScript

var Decompressor = require(‘./compressor’).Decompressor; var testLog =
require(‘bunyan’).createLogger({name: ‘test’}); var decompressor = new
Decompressor(testLog, ‘REQUEST’); var buffer = new
Buffer(‘820481634188353daded6ae43d3f877abdd07f66a281b0dae053fad0321aa49d13fda992a49685340c8a6adca7e28102e10fda9677b8d05707f6a62293a9d810020004015309ac2ca7f2c3415c1f53b0497ca589d34d1f43aeba0c41a4c7a98f33a69a3fdf9a68fa1d75d0620d263d4c79a68fbed00177febe58f9fbed00177b518b2d4b70ddf45abefb4005db901f1184ef034eff609cb60725034f48e1561c8469669f081678ae3eb3afba465f7cb234db9f4085aec1cd48ff86a8eb10649cbf’,
‘hex’); console.log(decompressor.decompress(buffer));
decompressor._table.forEach(function(row, index) { console.log(index +
1, row[0], row[1]); });

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13
var Decompressor = require(‘./compressor’).Decompressor;
 
var testLog = require(‘bunyan’).createLogger({name: ‘test’});
var decompressor = new Decompressor(testLog, ‘REQUEST’);
 
var buffer = new Buffer(‘820481634188353daded6ae43d3f877abdd07f66a281b0dae053fad0321aa49d13fda992a49685340c8a6adca7e28102e10fda9677b8d05707f6a62293a9d810020004015309ac2ca7f2c3415c1f53b0497ca589d34d1f43aeba0c41a4c7a98f33a69a3fdf9a68fa1d75d0620d263d4c79a68fbed00177febe58f9fbed00177b518b2d4b70ddf45abefb4005db901f1184ef034eff609cb60725034f48e1561c8469669f081678ae3eb3afba465f7cb234db9f4085aec1cd48ff86a8eb10649cbf’, ‘hex’);
 
console.log(decompressor.decompress(buffer));
 
decompressor._table.forEach(function(row, index) {
    console.log(index + 1, row[0], row[1]);
});
 

头顶原始数据来自于本文第3张截图,运营结果如下(静态字典只截取了一有个别):

JavaScript

{ ‘:method’: ‘GET’, ‘:path’: ‘/’, ‘:authority’: ‘imququ.com’, ‘:scheme’:
‘https’, ‘user-agent’: ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11;
rv:41.0) Gecko/20100101 Firefox/41.0’, accept:
‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’,
‘accept-language’: ‘en-US,en;q=0.5’, ‘accept-encoding’: ‘gzip, deflate’,
cookie: ‘v=47; u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’, pragma:
‘no-cache’ } 1 ‘:authority’ ” 2 ‘:method’ ‘GET’ 3 ‘:method’ ‘POST’ 4
‘:path’ ‘/’ 5 ‘:path’ ‘/index.html’ 6 ‘:scheme’ ‘http’ 7 ‘:scheme’
‘https’ 8 ‘:status’ ‘200’ … … 32 ‘cookie’ ” … … 60 ‘via’ ” 61
‘www-authenticate’ ” 62 ‘pragma’ ‘no-cache’ 63 ‘cookie’
‘u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’ 64 ‘accept-language’
‘en-US,en;q=0.5’ 65 ‘accept’
‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’ 66
‘user-agent’ ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11; rv:41.0)
Gecko/20100101 Firefox/41.0’ 67 ‘:authority’ ‘imququ.com’

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{ ‘:method’: ‘GET’,
  ‘:path’: ‘/’,
  ‘:authority’: ‘imququ.com’,
  ‘:scheme’: ‘https’,
  ‘user-agent’: ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11; rv:41.0) Gecko/20100101 Firefox/41.0’,
  accept: ‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’,
  ‘accept-language’: ‘en-US,en;q=0.5’,
  ‘accept-encoding’: ‘gzip, deflate’,
  cookie: ‘v=47; u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’,
  pragma: ‘no-cache’ }
1 ‘:authority’ ”
2 ‘:method’ ‘GET’
3 ‘:method’ ‘POST’
4 ‘:path’ ‘/’
5 ‘:path’ ‘/index.html’
6 ‘:scheme’ ‘http’
7 ‘:scheme’ ‘https’
8 ‘:status’ ‘200’
… …
32 ‘cookie’ ”
… …
60 ‘via’ ”
61 ‘www-authenticate’ ”
62 ‘pragma’ ‘no-cache’
63 ‘cookie’ ‘u=6f048d6e-adc4-4910-8e69-797c399ed456’
64 ‘accept-language’ ‘en-US,en;q=0.5’
65 ‘accept’ ‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8’
66 ‘user-agent’ ‘Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.11; rv:41.0) Gecko/20100101 Firefox/41.0’
67 ‘:authority’ ‘imququ.com’
 

能够见见,这段从 Wireshark
拷出来的头顶数据可以寻常解码,动态字典也获得了翻新(62 – 67)。

那是 Akamai 公司建立的三个合法的言传身教,用以评释 HTTP/2 比较于事先的
HTTP/1.1 在质量上的大幅升高。 同时伸手 379 张图纸,从Load time
的相比较能够看出 HTTP/2 在速度上的优势。

Header 2

总结

在实行 HTTP/2
网站质量优化时很要紧一点是「使用尽只怕少的连接数」,本文提到的底部压缩是中间2个很重点的缘由:同一个延续上发生的伸手和响应更加多,动态字典积累得越全,底部压缩效果也就越好。所以,针对
HTTP/2 网站,最好实践是毫不合并能源,不要散列域名。

默许情形下,浏览器会针对这一个情状选用同二个总是:

地点第贰点简单领会,第三点则很简单被忽视。实际上 谷歌(Google)已经这么做了,谷歌 一层层网站都共用了同一个证件,能够如此表明:

$ openssl s_client -connect google.com:443 |openssl x509 -noout -text |
grep DNS depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate verify
return:0 DNS:*.google.com, DNS:*.android.com,
DNS:*.appengine.google.com, DNS:*.cloud.google.com,
DNS:*.google-analytics.com, DNS:*.google.ca, DNS:*.google.cl,
DNS:*.google.co.in, DNS:*.google.co.jp, DNS:*.google.co.uk,
DNS:*.google.com.ar, DNS:*.google.com.au, DNS:*.google.com.br,
DNS:*.google.com.co, DNS:*.google.com.mx, DNS:*.google.com.tr,
DNS:*.google.com.vn, DNS:*.google.de, DNS:*.google.es,
DNS:*.google.fr, DNS:*.google.hu, DNS:*.google.it, DNS:*.google.nl,
DNS:*.google.pl, DNS:*.google.pt, DNS:*.googleadapis.com,
DNS:*.googleapis.cn, DNS:*.googlecommerce.com, DNS:*.googlevideo.com,
DNS:*.gstatic.cn, DNS:*.gstatic.com, DNS:*.gvt1.com, DNS:*.gvt2.com,
DNS:*.metric.gstatic.com, DNS:*.urchin.com, DNS:*.url.google.com,
DNS:*.youtube-nocookie.com, DNS:*.youtube.com,
DNS:*.youtubeeducation.com, DNS:*.ytimg.com, DNS:android.com,
DNS:g.co, DNS:goo.gl, DNS:google-analytics.com, DNS:google.com,
DNS:googlecommerce.com, DNS:urchin.com, DNS:youtu.be, DNS:youtube.com,
DNS:youtubeeducation.com

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$ openssl s_client -connect google.com:443 |openssl x509 -noout -text | grep DNS
 
depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate
verify return:0
                DNS:*.google.com, DNS:*.android.com, DNS:*.appengine.google.com, DNS:*.cloud.google.com, DNS:*.google-analytics.com, DNS:*.google.ca, DNS:*.google.cl, DNS:*.google.co.in, DNS:*.google.co.jp, DNS:*.google.co.uk, DNS:*.google.com.ar, DNS:*.google.com.au, DNS:*.google.com.br, DNS:*.google.com.co, DNS:*.google.com.mx, DNS:*.google.com.tr, DNS:*.google.com.vn, DNS:*.google.de, DNS:*.google.es, DNS:*.google.fr, DNS:*.google.hu, DNS:*.google.it, DNS:*.google.nl, DNS:*.google.pl, DNS:*.google.pt, DNS:*.googleadapis.com, DNS:*.googleapis.cn, DNS:*.googlecommerce.com, DNS:*.googlevideo.com, DNS:*.gstatic.cn, DNS:*.gstatic.com, DNS:*.gvt1.com, DNS:*.gvt2.com, DNS:*.metric.gstatic.com, DNS:*.urchin.com, DNS:*.url.google.com, DNS:*.youtube-nocookie.com, DNS:*.youtube.com, DNS:*.youtubeeducation.com, DNS:*.ytimg.com, DNS:android.com, DNS:g.co, DNS:goo.gl, DNS:google-analytics.com, DNS:google.com, DNS:googlecommerce.com, DNS:urchin.com, DNS:youtu.be, DNS:youtube.com, DNS:youtubeeducation.com

使用多域名加上同样的 IP 和证件安顿 Web 服务有特别的意义:让扶助 HTTP/2
的极限只建立3个三番五次,用上 HTTP/2 协议带来的种种利益;而只援救 HTTP/1.1
的终极则会建立多个一连,达到同时越多并发请求的指标。那在 HTTP/2
完全普及前也是3个不错的取舍。

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js333cp 27

总结

在进展 HTTP/2
网站质量优化时很重庆大学一点是「使用尽恐怕少的连接数」,本文提到的头顶压缩是里面3个很重点的缘故:同三个连连上发出的伸手和响应更加多,动态字典积累得越全,尾部压缩效果也就越好。所以,针对
HTTP/2 网站,最好实践是不要合并财富,不要散列域名。

默许情形下,浏览器会针对那几个情状使用同多个连连:

下面第1点简单掌握,第3点则很简单被忽略。实际上 谷歌已经那样做了,谷歌(Google) 一五种网站都共用了同3个注解,能够这么表达:

JavaScript

$ openssl s_client -connect google.com:443 |openssl x509 -noout -text |
grep DNS depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate verify
return:0 DNS:*.google.com, DNS:*.android.com,
DNS:*.appengine.google.com, DNS:*.cloud.google.com,
DNS:*.google-analytics.com, DNS:*.google.ca, DNS:*.google.cl,
DNS:*.google.co.in, DNS:*.google.co.jp, DNS:*.google.co.uk,
DNS:*.google.com.ar, DNS:*.google.com.au, DNS:*.google.com.br,
DNS:*.google.com.co, DNS:*.google.com.mx, DNS:*.google.com.tr,
DNS:*.google.com.vn, DNS:*.google.de, DNS:*.google.es,
DNS:*.google.fr, DNS:*.google.hu, DNS:*.google.it, DNS:*.google.nl,
DNS:*.google.pl, DNS:*.google.pt, DNS:*.googleadapis.com,
DNS:*.googleapis.cn, DNS:*.googlecommerce.com, DNS:*.googlevideo.com,
DNS:*.gstatic.cn, DNS:*.gstatic.com, DNS:*.gvt1.com, DNS:*.gvt2.com,
DNS:*.metric.gstatic.com, DNS:*.urchin.com, DNS:*.url.google.com,
DNS:*.youtube-nocookie.com, DNS:*.youtube.com,
DNS:*.youtubeeducation.com, DNS:*.ytimg.com, DNS:android.com,
DNS:g.co, DNS:goo.gl, DNS:google-analytics.com, DNS:google.com,
DNS:googlecommerce.com, DNS:urchin.com, DNS:youtu.be, DNS:youtube.com,
DNS:youtubeeducation.com

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$ openssl s_client -connect google.com:443 |openssl x509 -noout -text | grep DNS
 
depth=2 C = US, O = GeoTrust Inc., CN = GeoTrust Global CA
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate
verify return:0
                DNS:*.google.com, DNS:*.android.com, DNS:*.appengine.google.com, DNS:*.cloud.google.com, DNS:*.google-analytics.com, DNS:*.google.ca, DNS:*.google.cl, DNS:*.google.co.in, DNS:*.google.co.jp, DNS:*.google.co.uk, DNS:*.google.com.ar, DNS:*.google.com.au, DNS:*.google.com.br, DNS:*.google.com.co, DNS:*.google.com.mx, DNS:*.google.com.tr, DNS:*.google.com.vn, DNS:*.google.de, DNS:*.google.es, DNS:*.google.fr, DNS:*.google.hu, DNS:*.google.it, DNS:*.google.nl, DNS:*.google.pl, DNS:*.google.pt, DNS:*.googleadapis.com, DNS:*.googleapis.cn, DNS:*.googlecommerce.com, DNS:*.googlevideo.com, DNS:*.gstatic.cn, DNS:*.gstatic.com, DNS:*.gvt1.com, DNS:*.gvt2.com, DNS:*.metric.gstatic.com, DNS:*.urchin.com, DNS:*.url.google.com, DNS:*.youtube-nocookie.com, DNS:*.youtube.com, DNS:*.youtubeeducation.com, DNS:*.ytimg.com, DNS:android.com, DNS:g.co, DNS:goo.gl, DNS:google-analytics.com, DNS:google.com, DNS:googlecommerce.com, DNS:urchin.com, DNS:youtu.be, DNS:youtube.com, DNS:youtubeeducation.com
 

应用多域名加上同样的 IP 和表明铺排 Web 服务有异样的含义:让援救 HTTP/2
的极端只建立三个连连,用上 HTTP/2 协议带来的各类好处;而只援救 HTTP/1.1
的终点则会创造七个一而再,达到同时越多并发请求的指标。那在 HTTP/2
完全普及前也是2个正确的精选。

正文就写到那里,希望能给对 HTTP/2
感兴趣的同校带来支持,也欢迎大家持续关切本博客的「HTTP/2
专题」。

打赏帮忙本身写出越来越多好小说,谢谢!

打赏小编

背后咱们将经过多少个地点来说说HTTP 2.0 和 HTTP1.1
区别,并且和您解释下里面包车型客车原理。

如上海体育场合,同一个页面中对七个财富的央浼,请求中的尾部字段绝大多数是完全相同的。”User-Agent”
等底部字段常常还会损耗大批量的带宽。

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