HTTP——新增协议

HTTP建立之初，只是用于传输HTML文档，所以功能非常简单。但如今的Web应用的用途越来越多样，需求也不断变化，HTTP已无法满足。在不抛弃HTTP的基础上，新建立了一些协议用以满足新需求。

HTTP的性能瓶颈

用户庞大的社交网站在短时间内就会有大量用户发布内容，Web页面则要在短时间内就对大量内容进行更新。这需要做到服务器的数据一有更新，就需要将内容反馈到客户端的界面上。

根据HTTP协议标准，其很难满足这种短间隔内更新大量数据的需求：

• 一条连接上只可发送一个请求
• 请求只能从客户端开始，客户端不可以接收除响应以外的指令
• 请求 / 响应首部未经压缩就发送，首部信息越多延迟越大
• 发送冗长的首部，每次互相发送相同的首部造成的浪费较多
• 可任意选择数据压缩格式，非强制压缩发送

解决一：Ajax

Ajax是一种可以达到局部加载更新Web页面的异步通信手段。和原始的同步通信相比，它只更新一部分页面，响应中传输的数据量会因此而减少，优势明显。
Ajax的核心技术是名为XHR的API，通过JS语言的调用就能和服务器进行HTTP通信。借用这种手段，就能从已加载完毕的Web页面上发起请求，只更新局部页面。

缺点：利用Ajax实时从服务器获取内容，可能会导致大量请求产生。另外，Ajax仍未解决HTTP协议本身存在的问题，即首部冗余和非强制压缩等。

解决二：Comet

为了解决Ajax大量请求的问题，Comet通过延迟应答，模拟实现服务器向客户端推送的功能。
通常服务器在接收到请求后会立即响应，但Comet会先将响应挂起，当服务器内有内容更新时，再返回该响应。因此，服务器一旦有更新，就可以立即返回给客户端。

缺点：为了保留相应，一次连接的时间也变长了。为了维持连接也会消耗更多的资源。并且，首部冗余和非强制压缩等HTTP本身的问题也没有解决。

解决三：SPDY

Google于2010年发布了SPDY，目的在于解决HTTP的性能瓶颈，缩短Web页面的加载时间（50%）。
对HTTP本身的小修小改都无法突破HTTP本身的限制，所以需要协议层的改动。SPDY协议就是为了消除HTTP的瓶颈。
SPDY是在TCP/IP的应用层与运输层之间通过新加会话层的形式运作。SPDY以会话层的形式加入，控制对数据的流动。但还是采用HTTP建立通信连接。
使用SPDY后，HTTP获得额外功能：

• 多路复用流
  通过单一的TCP连接，可以无限制处理多个HTTP请求。所有请求的处理都在一条TCP连接上完成，因此TCP的处理效率得到提高。
• 赋予请求优先级
  不仅可以无限并行处理请求，还可以给请求分配优先级，解决因带宽不够而导致响应变慢的问题。
• 压缩HTTP首部
  压缩首部，通信产生的数据包数量和发送的字节数就更少了。
• 推送功能
  支持服务器主动向客户端推送数据的功能。
• 服务器提示功能
  服务器可主动提示客户端请求所需的资源，避免不必要的请求。

缺点：该技术在实际应用中效果不佳， 因为SPDY基本上只是将单个域名（IP地址）的通信多路复用，所以当一个Web网站上使用多个域名下的资源，改善效果就会受到限制。

使用浏览器进行全双工通信的WebSocket

利用Ajax和Comet技术进行通信可以提升Web的浏览速度。但若使用HTTP协议，就无法彻底解决瓶颈问题，WebSocket真是为解决这些问题而实现的一套新协议及API。
WebSocket曾计划将其作为HTML5标准的一部分，而它逐渐变成了独立的协议标准。在2011年被正式定为标准。

一旦Web服务器与客户端之间建立起WebSocket协议的通信连接，不论哪方都可以直接向对方发送报文。
WebSocket功能：

• 推送功能
  支持服务器向客户端推送数据。
• 减少通信量
  只要建立起WebSocket连接，就一直保持连接状态。减少了每次连接的开销。此外，WebSocket的首部信息很小，通信量也相应减少了。

为建立WebSocke通信，需要完成一次“握手”的步骤，这次“握手”是通过HTTP实现的，需要用到HTTP的Upgrade首部字段，告知服务器通信协议发生改变。对于该请求，服务器返回状态码101 Switching Protocols。成功握手建立WebSocket连接。