两道计算机网络面试题 4.15

HTTP1.0、HTTP1.1和HTTP2的区别

HTTP1.0 vs HTTP1.1

• 连接方式 : HTTP1.0默认为短链接，而HTTP1.1默认为长连接
• 状态响应码：HTTP1.1新加入了大量的状态码，比如409请求与当前资源的规定冲突，410资源已永久删除
• 连续发送请求：HTTP1.1在长连接的基础上，允许连续发送多个请求而不需等待响应，但存在队头阻塞问题
  • 队头阻塞：如果第一个请求的响应较慢（如服务器处理时间长或网络延迟高），后续请求即使已经准备好，也必须等待第一个请求完成
• 头部压缩：HTTP1.0对Body压缩无标准支持，而HTTP1.1有标准的Body压缩机制，在请求头的Content-Encoding中
• 缓存机制：在HTTP1.0中，主要使用Header里的 If-Modified-Since 和 Expires来判断缓存的数据是否被修改的标准，而HTTP1.1则引入了更多缓存控制策略，如Entity tag、If-Match等
• 请求部分数据：在HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，比如客户端只需要某个对象的一部分，但是服务器却把整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能；而HTTP1.1则在请求头中引入了range，从而允许只请求资源的某个部分，状态码为206部分内容，从而减少了对带宽的浪费。
• Host 头处理：HTTP1.1引入了Host头字段，允许在同一IP地址上托管多个域名，从而支持虚拟主机功能

HTTP1.1 vs HTTP2.0

• 多路复用：HTTP2可以在同一连接上同时传输多个请求和响应，且多个请求之间互不干扰，解决了HTTP1.1中的队头阻塞问题
  • 实际上，HTTP2也存在队头阻塞问题：HTTP2依然使用TCP实现的，而TCP 要求数据按顺序到达。如果某个 TCP 数据包丢失，后续所有数据（即使属于不同 HTTP 流）必须等待重传。
• 二进制帧：HTTP1.1使用文本格式的报文进行传输，而HTTP2使用二进制帧进行数据传输，二进制帧更加紧凑高效，减少了传输的数据量和带宽消耗
• 头部压缩：HTTP1.1支持对Body压缩，而不支持对Header进行压缩；HTTP2不仅支持对Body压缩，还支持用HPACK算法对Header进行压缩
• 服务器推送：HTTP2支持服务器推送，可以在客户端请求一个资源时，将其他相关资源一并推送给客户端，从而减少了请求次数和延迟；而HTTP1.1需要客户端自己发送请求或许相关资源

TCP粘包和拆包问题

• 粘包：多个数据包被合并成一个 TCP 段发送，接收方无法正确区分原始数据包的边界
• 拆包：一个数据包被拆分成多个 TCP 段发送，接收方需要拼接才能还原完整数据。

产生原因

• TCP协议是面向字节流的，是不维护数据边界的，只保证数据可以有序到达
• 因为滑动窗口的存在，TCP协议可能会拆分或合并数据
• 为了减少网络开销，TCP协议默认会缓存小数据包合并发送
• 如果数据包超过 MTU（如以太网默认 1500 字节），TCP 会自动拆包

解决方案

• 固定包长度：给每个数据包固定长度，不足长度的部分补空，有点是操作简单，缺点是对于变长数据会浪费带宽
• 特殊字符分割：用特殊字符标记数据包边界，优点是操作简单，缺点是如果数据本身包含分隔符，则需转义处理
• 字段长度法：在数据包头部添加长度字段，明确指定数据长度，优点是高效、可处理任意长度数据包，缺点是需要额外解析长度字段才能确定字段长度