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皇家前端HTTP/2 尾部压缩技术介绍

2019年3月25日 - 皇家前端

HTTP/2 底部压缩技术介绍

2015/11/03 · HTML5 ·
HTTP/2

最初的小说出处:
imququ(@屈光宇)   

作者们驾驭,HTTP/2 协议由七个 PAJEROFC 组成:二个是 RFC
7540,描述了 HTTP/2
协议本人;二个是 RFC
7541,描述了 HTTP/2
协议中应用的底部压缩技术。本文将透超过实际际案例指导大家详细地认识 HTTP/2
尾部压缩那门技术。

HTTP/2 底部压缩技术介绍

2016/04/13 · 基本功技术 ·
HTTP/2

正文小编: 伯乐在线 –
JerryQu
。未经作者许可,禁止转发!
迎接参与伯乐在线 专栏笔者。

我们掌握,HTTP/2 协议由七个 昂科拉FC 组成:2个是 RFC
7540,描述了 HTTP/2
协议自身;二个是 RFC
7541,描述了 HTTP/2
协议中使用的头顶压缩技术。本文将经过实际案例辅导我们详细地认识 HTTP/2
底部压缩那门技术。

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地头浏览器的传输协议。

如今互联网环境中,同3个页面发出几拾3个HTTP请求已经是惯常的事体了。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要求地浪费了汪洋的互连网带宽,并追加了网络延时。以对某站点的2回页面访问为例,直观地看一下那种气象:

干什么要削减

在 HTTP/1 中,HTTP 请求和响应都以由「状态行、请求 /
响应尾部、音信主体」三部分构成。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压缩过后的二进制文件(例如图片、音频),但气象行和头部却从未通过别的压缩,间接以纯文本传输。

乘势 Web 成效更是复杂,每一种页面发生的伸手数也愈多,依照 HTTP
Archive 的总结,当前平均每一种页面都会时有发生不少个请求。更加多的请求导致消耗在头顶的流量越多,尤其是每一次都要传输
UserAgent、Cookie 那类不会频仍变更的剧情,完全是一种浪费。

以下是自家随手打开的一个页面包车型地铁抓包结果。能够观望,传输底部的互连网开支超过100kb,比 HTML 还多:

皇家前端 1

上面是内部三个伸手的缜密。能够看看,为了博取 58
字节的数据,在头顶传输上海消防费了一点倍的流量:

皇家前端 2

HTTP/1
时期,为了减弱尾部消耗的流量,有众多优化方案得以尝尝,例如合并请求、启用
Cookie-Free
域名等等,不过那几个方案或多或少会引入一些新的题材,这里不展开研究。

为何要收缩

在 HTTP/1 中,HTTP 请求和响应都是由「状态行、请求 /
响应尾部、音信主体」三有的组成。一般而言,音信主体都会通过 gzip
压缩,大概自身传输的便是减掉过后的二进制文件(例如图片、音频),但状态行和尾部却没有通过任何压缩,间接以纯文本传输。

趁着 Web 功能越发复杂,每种页面发生的乞请数也更为多,根据 HTTP
Archive
的总括,当前平均各个页面都会发生众三个请求。更加多的央浼导致消耗在头顶的流量愈多,越发是历次都要传输
UserAgent、Cookie 那类不会一再改变的内容,完全是一种浪费。

以下是自个儿随手打开的2个页面包车型地铁抓包结果。能够看来,传输尾部的网络开发超越100kb,比 HTML 还多:

皇家前端 3

下边是里面一个呼吁的绵密。能够看到,为了赢得 58
字节的数额,在头顶传输上开支了少数倍的流量:

皇家前端 4

HTTP/1
时期,为了减小尾部消耗的流量,有成百上千优化方案可以尝试,例如合并请求、启用
Cookie-Free
域名等等,但是那个方案或多或少会引入一些新的难题,那里不展开商量。

皇家前端 5img

皇家前端 6

减去后的效率

接下去自个儿将运用访问本博客的抓包记录以来明 HTTP/2
底部压缩带来的扭转。怎么着运用 Wireshark 对 HTTPS
网站进行抓包并解密,请看自身的那篇作品。本文使用的抓包文件,能够点此间下载。

首先直接上海体育场面。下图选中的 Stream 是第三遍访问本站,浏览器发出的乞请头:

皇家前端 7

从图纸中得以看看这几个 HEADE牧马人S 流的长度是 206 个字节,而解码后的底局长度有
451 个字节。同理可得,压缩后的头顶大小收缩了百分之五十多。

唯独那正是漫天吗?再上一张图。下图选中的 Stream
是点击本站链接后,浏览器发出的伸手头:

皇家前端 8

可以看来这一回,HEADEPRADOS 流的长度唯有 49 个字节,可是解码后的尾市长度却有
470 个字节。这1遍,压缩后的头顶大小大约只有原来大小的 一成。

干什么前后三遍差距这么大呢?大家把五遍的头顶音讯进行,查看同多少个字段一回传输所占有的字节数:

皇家前端 9

皇家前端 10

对照后得以发现,第②遍的央求尾部之所以十分小,是因为大部分键值对只占用了3个字节。越发是
UserAgent、库克ie
那样的头顶,第3遍呼吁中要求占用很多字节,后续请求中都只供给一个字节。

削减后的功力

接下去本身将使用访问本博客的抓包记录以来明 HTTP/2
底部压缩带来的扭转。如何采用 Wireshark 对 HTTPS
网站实行抓包并解密,请看小编的那篇小说。

首先直接上海教室。下图选中的 Stream 是第1回访问本站,浏览器发出的请求头:

皇家前端 11

从图纸中能够看看这些 HEADE凯雷德S 流的长度是 206 个字节,而解码后的尾县长度有
451 个字节。总而言之,压缩后的头顶大小减弱了3/6多。

但是那就是整个吗?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:

皇家前端 12

能够看到这一回,HEADERS 流的长度唯有 49 个字节,可是解码后的尾局长度却有
470 个字节。这1回,压缩后的头顶大小大致唯有原来大小的 10%。

干什么前后一遍差异这么大啊?我们把三回的头顶音信实行,查看同3个字段五次传输所占有的字节数:

皇家前端 13

皇家前端 14

对照后得以窥见,第③回的请求底部之所以相当的小,是因为半数以上键值对只占用了1个字节。特别是
UserAgent、Cookie
那样的头顶,第一次呼吁中供给占用很多字节,后续请求中都只供给多少个字节。

HTTP 2.0 的出现,比较于 HTTP 1.x ,大幅的晋升了 web 品质。

Header 1

技术原理

上边这张截图,取自 谷歌(Google) 的属性专家 Ilya Grigorik 在 Velocity 2014 • SC
会议中享用的「HTTP/2 is here, let’s
optimize!」,格外直观地叙述了
HTTP/2 中底部压缩的法则:

皇家前端 15

自家再用通俗的语言表达下,尾部压缩须要在支撑 HTTP/2 的浏览器和服务端之间:

静态字典的功效有五个:1)对于截然匹配的头顶键值对,例如 :
method :GET
,能够从来动用贰个字符表示;2)对于底部名称能够匹配的键值对,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

还要,浏览器能够告知服务端,将 cookie :xxxxxxx 添加到动态字典中,那样持续一切键值对就能够运用1个字符表示了。类似的,服务端也得以创新对方的动态字典。供给小心的是,动态字典上下文有关,要求为每一种HTTP/2 连接维护区别的字典。

运用字典可以一点都不小地提高压缩效果,其中静态字典在第3次呼吁中就可以动用。对于静态、动态字典中不设有的始末,还足以选取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),也须要内置在客户端和服务端之中。

那边顺便说一下,HTTP/1 的景色行新闻(Method、Path、Status 等),在
HTTP/2中被拆成键值对放入底部(冒号发轫的那么些),同样能够分享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

上面那张截图,取自 谷歌(Google) 的习性专家 Ilya Grigorik 在 Velocity 二零一四 • SC
会议中享受的「HTTP/2 is here, let’s
optimize!」,卓殊直观地叙述了
HTTP/2 中尾部压缩的规律:

皇家前端 16

自身再用浅显的语言表明下,尾部压缩须求在支撑 HTTP/2 的浏览器和服务端之间:

静态字典的效劳有多个:1)对于截然匹配的底部键值对,例如
:method: GET,能够平素采用2个字符表示;2)对于尾部名称能够匹配的键值对,例如
cookie: xxxxxxx,能够将名称使用1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

与此同时,浏览器可以告诉服务端,将 cookie: xxxxxxx
添加到动态字典中,那样继续一切键值对就足以应用2个字符表示了。类似的,服务端也得以创新对方的动态字典。要求专注的是,动态字典上下文有关,须求为各个HTTP/2 连接维护不一致的字典。

应用字典能够小幅度地升级压缩效果,个中静态字典在第1次呼吁中就足以选用。对于静态、动态字典中不设有的始末,仍是能够运用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),也须要内置在客户端和服务端之中。

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

皇家前端 17img

皇家前端 18

贯彻细节

了然了 HTTP/2 底部压缩的基本原理,最后我们来看一下具体的落到实处细节。HTTP/2
的头顶键值对有以下那些情况:

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+)         |
+—+—————————+
 

那是最简单易行的景况,使用二个字节就能够表示这一个底部了,最左一个人稳定为
1,之后三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

皇家前端 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)  |
+——————————-+
 

对此那种气象,首先需求采纳二个字节表示底部名称:左两位稳定为
01,之后五位存放尾部名称在静态或动态字典中的索引。接下来的三个字节第③个人H 表示底部值是还是不是利用了哈夫曼编码,剩余六人表示尾部值的长度 L,后续 L
个字节便是尾部值的具体内容了。例如下图中索引值为
32(一千00),在静态字典中查询可得  cookie ;底部值使用了哈夫曼编码(1),长度是
28(0011100);接下去的 二十八个字节是 cookie 的值,将其展开哈夫曼解码就能博得具体内容。

皇家前端 20

客户端或服务端看到这种格式的尾部键值对,会将其添加到本人的动态字典中。后续传输那样的始末,就适合第② 种状态了。

3)底部名称不在字典中,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
4
5
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7
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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)  |
+——————————-+
 

这种意况与第 2
种意况相近,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;接着注脚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;再注解值是或不是利用哈夫曼编码及长度,最终放上值的具体内容。例如下图中名称的尺寸是
5(0000101),值的长短是
6(0000110)。对其具体内容进行哈夫曼解码后,可得 pragma: no-cache 。

皇家前端 21

客户端或服务端看到那种格式的底部键值对,会将其添加到本身的动态字典中。后续传输这样的剧情,就适合第叁 种情状了。

4)尾部名称在字典中,差别意更新动态字典

JavaScript

0 1 2 3 4 5 6 7 +—+—+—+—+—+—+—+—+ | 0 | 0 | 0 | 1 |
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 种处境尤其相近,唯一区别之处是:第一个字节左4个人稳定为
0001,只剩下3个人来存放索引了,如下图:

皇家前端 22

这里必要介绍其余2个知识点:对整数的解码。上海教室中首先个字节为
00011111,并不意味底部名称的目录为 15(1111)。第2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,须求依据以下规则求值(奥迪Q5FC 7541中的伪代码,via):

Python

if I < 2 ^ N – 1, return I # I 小于 2 ^ N – 1 时,直接回到 else M =
0 repeat B = next octet # 让 B 等于下二个四个人 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 时后续,不然重临 I return I

1
2
3
4
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

对于上海体育地方中的数据,依照这一个规则算出索引值为 32(00011111 000一千1,15 +
17),代表  cookie 。要求小心的是,协议中存有写成(N+)的数字,例如
Index (4+)、Name Length (7+),都必要依照这些规则来编码和平解决码。

这种格式的头顶键值对,不允许被添加到动态字典中(但足以采取哈夫曼编码)。对于有个别不行乖巧的头顶,比如用来评释的
Cookie,这么做能够增强安全性。

5)尾部名称不在字典中,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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3
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5
6
7
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11
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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)  |
+——————————-+
 

那种情况与第 3 种情景优良相近,唯一分歧之处是:第四个字节固定为
000一千0。这种状态相比少见,没有截图,各位能够脑补。同样,那种格式的头顶键值对,也不允许被添加到动态字典中,只好动用哈夫曼编码来缩短体量。

实际,协议中还规定了与 肆 、5 相当接近的其它三种格式:将 肆 、5
格式中的第三个字节第四位由 1 改为 0
即可。它代表「这一次不立异动态词典」,而 四 、5
代表「相对差别意更新动态词典」。区别不是不小,那里略过。

精晓了尾部压缩的技术细节,理论上能够很轻松写出 HTTP/2
尾部解码工具了。小编相比较懒,直接找来 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
2
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12
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]);
});

尾部原始数据来源于本文第②张截图,运营结果如下(静态字典只截取了一某些):

{ ‘: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’

能够阅览,那段从 Wireshark
拷出来的尾部数据能够寻常解码,动态字典也获得了履新(62 – 67)。

福寿康宁细节

问询了 HTTP/2 底部压缩的基本原理,最终大家来看一下具体的兑现细节。HTTP/2
的头部键值对有以下那一个意况:

1)整个头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+)         |
+—+—————————+
 

那是最简便的地方,使用1个字节就足以表示这一个尾部了,最左一个人稳定为
1,之后八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),在静态字典中询问可得 :method: GET

皇家前端 23

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)  |
+——————————-+
 

对此那种气象,首先须求使用二个字节表示底部名称:左两位稳定为
01,之后6个人存放底部名称在静态或动态字典中的索引。接下来的二个字节第二个人H 表示尾部值是或不是利用了哈夫曼编码,剩余三个人表示底部值的尺寸 L,后续 L
个字节正是尾部值的具体内容了。例如下图中索引值为
32(100000),在静态字典中查询可得
cookie;底部值使用了哈夫曼编码(1),长度是 28(0011100);接下去的 27个字节是 cookie 的值,将其进行哈夫曼解码就能赢得具体内容。

皇家前端 24

客户端或服务端看到那种格式的头顶键值对,会将其添加到自身的动态字典中。后续传输那样的始末,就符合第3 种情景了。

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
4
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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)  |
+——————————-+
 

那种情状与第 2
种状态好像,只是出于尾部名称不在字典中,所以首先个字节固定为
0一千000;接着声明名称是还是不是利用哈夫曼编码及长度,并放上名称的具体内容;再申明值是不是选用哈夫曼编码及长度,最后放上值的具体内容。例如下图中名称的长度是
5(0000101),值的尺寸是
6(0000110)。对其具体内容进行哈夫曼解码后,可得 pragma: no-cache

皇家前端 25

客户端或服务端看到那种格式的头顶键值对,会将其添加到自个儿的动态字典中。后续传输那样的始末,就符合第二 种情况了。

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
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 种状态12分接近,唯一不一样之处是:首个字节左几人稳定为
0001,只剩余多少人来存放在索引了,如下图:

皇家前端 26

那边必要介绍其余多少个知识点:对整数的解码。上海体育场合中率先个字节为
00011111,并不表示底部名称的目录为 15(1111)。第1个字节去掉固定的
0001,只剩四个人可用,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,要求依据以下规则求值(普拉多FC 7541中的伪代码,via):

JavaScript

if I < 2 ^ N – 1, return I # I 小于 2 ^ N – 1 时,直接重回 else M =
0 repeat B = next octet # 让 B 等于下二个6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 时继续,否则重返 I return I

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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
 

对此上图中的数据,依照这几个规则算出索引值为 32(00011111 00010001,15 +
17),代表 cookie。需求注意的是,协议中具备写成(N+)的数字,例如
Index (4+)、Name Length (7+),都急需依据那一个规则来编码和解码。

那种格式的底部键值对,分歧意被添加到动态字典中(但能够使用哈夫曼编码)。对于部分老大灵活的尾部,比如用来证实的
Cookie,这么做能够抓好安全性。

5)底部名称不在字典中,不允许更新动态字典

JavaScript

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

1
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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)  |
+——————————-+
 

那种情况与第 3 种情形卓殊类似,唯一分化之处是:第3个字节固定为
000一千0。那种情景比较少见,没有截图,各位能够脑补。同样,这种格式的头顶键值对,也区别意被添加到动态字典中,只可以选用哈夫曼编码来压缩体量。

实际上,协议中还分明了与 四 、5 卓殊相近的别的三种格式:将 四 、5
格式中的第一个字节第多少人由 1 改为 0
即可。它意味着「本次不更新动态词典」,而 四 、5
表示「相对不容许更新动态词典」。分化不是十分的大,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。作者比较懒,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]); });

1
2
3
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11
12
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]);
});
 

头顶原始数据来源于于本文第叁张截图,运营结果如下(静态字典只截取了一局地):

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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6
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30
{ ‘: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’
 

能够观察,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)。

那是 Akamai 集团建立的三个法定的以身作则,用以表明 HTTP/2 相比于事先的
HTTP/1.1 在性质上的高大进步。 同时请求 379 张图纸,从Load time
的自己检查自纠能够看到 HTTP/2 在速度上的优势。

Header 2

总结

在开始展览 HTTP/2
网站品质优化时很重点一点是「使用尽只怕少的连接数」,本文提到的头顶压缩是当中3个很首要的缘故:同二个总是上产生的央浼和响应越多,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,最好实践是无须合并能源,不要散列域名。

暗中同意境况下,浏览器会针对那一个情形使用同叁个老是:

下面第壹点简单掌握,第壹点则很简单被忽视。实际上 谷歌已经那样做了,谷歌 一多重网站都共用了同1个证书,能够这么表达:

$ 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

1
2
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6
$ 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

选拔多域名加上同样的 IP 和表明安顿 Web 服务有特异的意思:让帮衬 HTTP/2
的顶峰只建立贰个老是,用上 HTTP/2 协议带来的种种好处;而只辅助 HTTP/1.1
的极端则会确立多少个一连,达到同时更加多并发请求的目标。那在 HTTP/2
完全普及前也是一个科学的抉择。

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皇家前端 27

总结

在展开 HTTP/2
网站品质优化时很关键一点是「使用尽可能少的连接数」,本文提到的尾部压缩是中间三个很要紧的来头:同3个再三再四上产生的乞请和响应越来越多,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,最棒实践是绝不合并财富,不要散列域名。

暗中认可意况下,浏览器会针对那个景况采取同贰个总是:

地点第①点简单驾驭,第②点则很不难被忽视。实际上 Google已经这么做了,谷歌 一多重网站都共用了同叁个证件,能够如此表明:

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:*皇家前端,.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
 

选拔多域名加上同样的 IP 和证件计划 Web 服务有尤其的意义:让协助 HTTP/2
的顶峰只建立2个一连,用上 HTTP/2 协议带来的各类利益;而只协理 HTTP/1.1
的极端则会建立三个三番五次,达到同时越来越多并发请求的目标。那在 HTTP/2
完全普及前也是二个不错的选料。

本文就写到这里,希望能给对 HTTP/2
感兴趣的同室带来援救,也欢迎我们继续关心本博客的「HTTP/2
专题」。

打赏辅助笔者写出越多好小说,感谢!

打赏小编

前边大家将通过几个地点来说说HTTP 2.0 和 HTTP1.1
分化,并且和你解释下里面包车型地铁法则。

如上海教室,同叁个页面中对两个财富的伸手,请求中的底部字段绝半数以上是完全相同的。”User-Agent”
等尾部字段经常还会消耗多量的带宽。

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