go HTTP2 头部压缩算法hpack

时间:2022-10-23 Duslia 人气:0

Hpack 是啥

Hpack 是 HTTP2 的头部压缩算法。在 HTTP1 中，每次传输都会有大量的 Header 携带，我们可以拿一个实际的请求来看，如图一：

图一：请求 header

这里面 Header 很多是请求共性的，比如 method: POST，就是 post 请求的 header，那每个 POST 请求都会携带这个 header；以及同一个页面里可能有很多请求需要带上相同 header，比如 user-agent、鉴权相关 header 等等。那如果 body 很小的话，每次传输利用率就很低了。HTTP2 为了提高传输效率设计了 HPACK 头部压缩算法。

HPACK 原理

HPACK 维护了两张表，静态表和动态表。如果 Header key、value 在表里的话，直接将 Header kv 用 index 编码即可；如果不存在表中的话，则采用 Huffman 编码或者不编码发送。每条连接维护各自的动态表，request 和 response 的动态表是分开的。

静态表存储常见的 Header kv，比如 :method: GET、:method: POST、:schema: http 等一共 61 项，具体的项可以参考 RFC 7541 文档。

动态表是一个先进先出的表，先进入的在高索引空间，后进入的在低索引空间（索引空间从0到最后递减）。header 根据一定的规则判断是否加入动态表，有三种规则：

将 header 字段添加到动态表的开头
不将 header 字段添加到动态表
不将 header 添加到动态表，另外规定 header 始终不被动态表编码，常见于有代理或者网关的场景。这是为了保护 header 字段值，比如通过大量尝试判断 header size 可以推断出动态表的内容。

动态表也有一定大小，通过 SETTINGS_HEADER_TABLE_SIZE 来设置。如果新的 Header kv size 超过了这个值，就会逐出动态表，直到能够放下这个 Header kv 或者将所有的逐出。特别的，如果一个 Header kv size 大于了动态表的最大值，那么这个 Header 的作用就是清空动态表。

如何编码

该 Header 已经存在动态表中

  0   1   2   3   4   5   6   7
+---+---+---+---+---+---+---+---+
| 1 |        Index (7+)         |
+---+---------------------------+

Key 被索引，value 未索引且允许保存

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

01 后的 index 表示 Header Key 的索引

这个 Header 会被加在 server 和 client 的动态表中。

Key 被索引，value 未索引且不允许保存

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

Key、value 均未索引且允许保存

  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)  |
+-------------------------------+

Key、value 均未索引且不允许保存

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

Key 被索引，value 未索引且绝对不允许保存

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

Key、value 均未索引且绝对不允许保存

 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)  |
+-------------------------------+

举个编码

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