[네트워크] HTTP/1.X, HTTP2, HTTP3 버전 차이, 특징

※ HTTP 개요: https://zu-techlog.tistory.com/60

[네트워크] HTTP와 HTTPS 프로토콜

 

HTTP 버전 - HTTP/1.X, HTTP2, HTTP3

 

HTTP/1.0

• 한 연결당 하나의 요청을 처리하도록 설계
• 서버에게 요청 시 매번 연결과 해제의 과정을 반복해야 했기에 RTT가 오래걸린다는 문제
  • RTT: 패킷이 목적지에 도달하고 나서 다시 출발지로 돌아오기까지 걸리는 시간 (패킷 왕복 시간)

 

HTTP/1.1

• Persistent Connection 추가
  • HTTP/1.0을 보완하여 매번 TCP 연결을 하는 것이 아니라 한 번 TCP 초기화를 한 이후에 keep-alive라는 옵션으로 일정 시간동안 연결 상태를 유지

Persistent Connection 도식화

 

• Pipelining 추가
  • TCP의 특성상 요청 후 응답을 기다려야하는 문제를 보완
  • 클라이언트는 앞 요청의 응답을 기다리지 않고 순차적으로 요청 전송, 서버는 요청이 들어온 순서대로 응답

Pipelining 도식화

 

• HOL Blocking (Head Of Line Blocking) 문제
  • 앞의 요청(패킷)에 대한 응답이 늦어지면 뒤의 모든 요청들은 모두 blocking되어 응답이 지연됨
• 연속된 요청 간에 헤더의 많은 중복이 생긴다는 문제

 

HTTP/2.0

• HTTP/1.x의 시간 지연 문제를 해결
• Multiplexed streams (멀티플렉싱)
  • HTTP/1.1의 Pipelining은 한번의 연결에서 여러 요청을 보낼 수는 있었지만 동시에 여러 요청을 처리하진 못했음
  • 하나의 커넥션 내에 여러개의 스트림(stream, 양방향 데이터 흐름)을 사용하여 송수신
  • 메시지가 이진화된 텍스트인 프레임(frame)으로 나뉘어 요청마다 구분되는 스트림(stream)을 통해 전달
  • 프레임(frame)이 각 요청의 스트림(stream)을 통해 전달되며, 하나의 커넥션 안에 여러개의 스트림(stream)을 가질 수 있게되어 다중화(multiplexing)가 가능해짐
  • 스트림(stream)을 통해 각 요청의 응답 순서가 의미가 없어져 HTTP/1.x의 HOL Blocking 문제 해결

Multiplexing 도식화

 

• Header Compression (헤더 압축)
  • 요청과 응답 헤더의 메타데이터를 압축해서 기존의 연속된 요청에서의 중복 헤더로 인한 오버헤드 문제를 해결
  • 이전에 표시된 헤더를 제외한 필드를 허프만 코딩을 활용해서 압축
• Server Push (서버 푸시)
  • 클라이언트가 서버에 요청하지 않아도 클라이언트에게 필요한 리소스를 서버가 추가적으로 push해주는 기능
• 각 요청마다 stream으로 구분해 병렬적으로 처리함에도 불구하고 TCP 고유의 HOL Blocking이 여전히 존재하는 문제
  • 서로 다른 stream이 전송되고 있을 때, 하나의 Stream에서 유실이 발생되거나 문제가 생기면 결국 다른 Stream도 문제가 해결될 때 까지 지연되는 현상이 발생

 

HTTP/3.0

• TCP 위에서 돌아가는 HTTP/2.0와는 달리 QUIC라는 계층 위에서 돌아가며 TCP기반이 아닌 UDP 기반
• HTTP/2.0의 장점(멀티플렉싱 등)의 기능을 가지고 있음
• 초기 연결 설정 시 지연 시간 감소라는 대표적 특징 (UTP기반)
  • 초기 연결(통신 시작) 시 3-way handshaking 과정을 거치지 않아 1-RTT만 소요
  • 클라이언트와 서버거 한번 신호를 주고받은 후 바로 통신 시작
• TCP의 stream은 하나의 chain으로 연결되는 것과 달리 각 stream당 독립된 stream chain을 구성하여 TCP의 HOL Blocking을 해결