从接入 HTTP/2 开始的杂谈

最近想给业务上 HTTP/2，查了许多文档都是介绍 HTTP/2 的优势，却很少有提及怎么接入 HTTP/2。

虽说最后发现可以在 NetLink 平台上对接入的域名开启 HTTP/2 ，但过程中仍然有一些疑问，因此也有了这篇文档。对于我这样的练习前端两年半的初学者来说，也是给自己查漏补缺，提升一下视野了。

HTTP/2 RFC

了解 HTTP/2 协议，最好先从它的 RFC 开始。

   3. Starting HTTP/2 .................................................7
      3.1. HTTP/2 Version Identification ..............................8
      3.2. Starting HTTP/2 for "http" URIs ............................8
           3.2.1. HTTP2-Settings Header Field .........................9
      3.3. Starting HTTP/2 for "https" URIs ..........................10
      3.4. Starting HTTP/2 with Prior Knowledge ......................10
      3.5. HTTP/2 Connection Preface .................................11

冷知识，HTTP/2 的 RFC 文稿本身不支持 HTTP/2。 :)

HTTP/2 并不是像 http:// 或是 https:// 那样从 URI 就明显不同，从文稿中可以看出，在 HTTP/2 的设计中是可以使用 http 或是 https 实现，所以当你的网站接入了 HTTP/2 之后，为了防止接了个寂寞，通常需要一些额外的手段来确认是否接入成功。

而对于客户端使用 HTTP/2 也有两种方式：

一种是使用 ALPN（Application Layer Protocol Negotiation，应用层协议协商），这种方式通常是在 https下使用。另一种则是基于先验知识（Prior Knowledge），也就是客户端通过某种方式知道了远端服务器支持 HTTP/2，在连接开始的时候发送连接前言（Connection Preface），并立即使用 HTTP/2 建立连接。

不过目前主流的浏览器厂商只在 https 下实现了 HTTP/2，所以还在用 http 的网站还是先考虑升级到 https 吧。

对我来说，这里就产生了几个疑问：

1. 假设我们自己搭一个私人的服务器，怎么接入 HTTP/2 ?

2. 怎么才能看到网站接入 HTTP/2 是否成功？

3. 从浏览器的角度，具体是怎么确认远端的服务器支持 HTTP/2 ?

对于知道答案的同学来说，易得。

但对于当时的我确实挺困惑的，让我们来一一探究这些问题。

如何接入 HTTP/2

HTTP/2 的多个优点（首部压缩、多路复用、二进制分帧等）更多是提升 Web 性能，所以接下来也主要介绍 Web 服务如何接入 HTTP/2。

Apache

Apache 的发展时期很长（最早版本发布于1995年），虽然市场份额渐渐被 Nginx 赶超，但其仍有 Nginx 取代不了的优点。

需要在 Apache 2.4.17 及以上版本才能开启 HTTP/2。

Apache 目前有三种稳定的 MPM (Multi-Processing Module，多进程处理模块) 模式，分别是 Prefork MPM 、Worker MPM、Event MPM。

Apache 推荐在 Event MPM 模式下开启 HTTP/2，我们先来看看这几个模式分别是什么：

Apache 使用配置部分较为简单，在 httpd.conf 文件中添加加载 mod_http2 模块，并设置使用即可（这里的配置都略去了 HTTPS 的配置）

# 全局生效
LoadModule http2_module modules/mod_http2.so
Protocols h2 http/1.1 

# 部分生效
LoadModule http2_module modules/mod_http2.so
Protocols http/1.1
<VirtualHost ...>
    ServerName test.example.org
    Protocols h2 http/1.1
</VirtualHost>

注意： OpenSSL 版本

需要注意的是，使用 HTTP/2 也要求服务器上的 OpenSSL 版本为 1.0.2 及以上（目前最新的 LTS 版本是 1.1.1）,而一些旧版本的操作系统选择在稳定的 OpenSSL 1.0.1 版本上做修复，对于这种情况下想要使用 HTTP/2 有几种方法：

1. 升级操作系统 例如Ubuntu 14.04 版本中默认是使用的 1.0.1，可以选择升级到更新的 Ubuntu 版本 Ubuntu 16.04

2. 全局安装 OpenSSL 的新版本，并升级使用的 Apache 或 Nginx 的版本，对于旧版本的操作系统，改动 OpenSSL 的版本可能会带来其他的风险。

Nginx

Nignx 分为开源版本的 Nginx 和有客户服务支持的 Nginx Plus，我们这里讨论的是开源版本的 Nginx。

需要在 Nginx 1.9.5 版本及以上才能开启 HTTP/2。

Nginx 是一个异步框架的 Web Server，不过它更多的用途是作为反向代理和负载均衡。最早人们大多使用 Nginx 作为 Apache 的补充，提供一些静态文件，但时过境迁，它已经发展为一个完整的 Web 服务器。在近些年间 Nginx 的使用率已经逐渐超越了 Apache。

相比 Apache，Nginx 的 IO 并发和静态文件方面的性能是比 Apache 好的，甚至是远远超越，原因必须追溯到底层设计的差异，这里也不作特别探讨了，感兴趣的同学可以去研究一下（serverguy.com/comparison/…

# 全局生效
server {
    listen 443 ssl http2;
    ...
}

# 部分生效
server {
    ssl_h2 on;
}

这里需要注意的是如果在任意一个 Nginx 的 server 配置中设置了 listen 443 ssl http2;这样的配置，会导致该 Nginx 里所有的 server 都开启了 HTTP/2 ，这可能会导致一些期望之外的结果。

按我的理解，后续 Nginx 开发组在 2017 年的一次 MR 中支持了 ssl_h2 on 这样的配置，这个配置只会在当前的 server中开启 HTTP/2。不过从搜索ssl_h2得到的记录看 Nginx 并没有在官方文档中提到这个配置，这也是个未解之谜了。

如何查看域名是否已经接入了 HTTP/2

既然无法从路由上区别，我们要怎么知道网站是否已经开启了 HTTP/2 呢？这里有两种方法。

1. 使用 curl

# 通过 curl -I 可以打印 Response Header
curl -I https://www.google.com

可以看到响应 Header的第一行能看到请求使用的协议，Google 支持了 HTTP/2 ，而另一位受害者 4399 的网站只支持了 HTTTP/1.1。

1. 通过 Chrome 浏览器的开发者工具也能看到网络请求的协议，不过需要稍微设置一下：

在 Network 里右键任意一个表头，在下拉菜单中选择 Protocol ，之后就能看到每个请求的协议了。

浏览器如何识别服务器支持 HTTP/2

HTTP/2 协议本身并没有要求它必须基于 https 部署，但目前的主流浏览器都只支持 https 下的 HTTP/2 。那么浏览器在访问 https 链接的时候，是怎么知道服务器支持 HTTP/2，并在接下来的请求中使用该协议呢？

我们先来回顾一下 https 通信的流程：

是否有想到什么呢，在这个阶段其实也可以完成 HTTP 版本的协商。这就是前面在 HTTP/2 的协议中提到的 ALPN。

客户端在建立 TLS/SSL 连接的 Client Hello 握手中，会通过 ALPN 拓展列出自己支持的各种应用层协议。然后服务端可以按需从中选择，并在 Server Hello 中指定具体要使用的协议。

让我们用 curl 来看看这一段是什么样的。

# 通过 curl -v 可以看到通信的整个过程
curl -v https://www.google.com

可以看到，客户端通过 ALPN 告知服务端支持的 HTTP/1.1 和 HTTP/2 两个协议，而服务端选择了 HTTP/2 作为之后使用的协议。这个流程是建立在客户端和服务端都支持 ALPN 的前提下。

支持 HTTP/2 的 Web Server 基本都支持 HTTP/1.1。这样，即使浏览器不支持 HTTP/2，双方也可以协商出可用的 HTTP 版本，没有兼容性问题。