PDF de programación - Introducción a HTTP/2

Introducción a HTTP/2

Teleinformática y Redes 2016

http://www.labredes.unlu.edu.ar/tyr



Lic. Marcelo Fidel Fernández
http://www.marcelofernandez.info
[email protected]
@fidelfernandez



Agenda

● Características de la web antes y ahora
● HTTP y la Web actual, inconvenientes
● Introducción a HTTP/2, características
● Ejemplos
● Estado actual y futuro del protocolo
● Conclusiones Generales



En los orígenes de la Web...

● 1991: El servicio de WWW nace y HTTP/0.9 fue
“definido”. Sólo permitía un único método: GET.

● 1996: HTTP/1.0. Se estandarizó la base mínima de

lo que usamos a diario.

● 1997-1999: HTTP/1.1. Se completó el protocolo.

Escalabilidad, proxies, Keep-Alive y Pipelining.



¿Y cómo era la Web en ese entonces?



www.unlu.edu.ar - 22/04/1999 (77KB)

● Prácticamente de texto, pocas

imágenes, nada de interactividad.
● 60 KB de tamaño promedio [ref]

[http://www.pantos.org/atw/35654.html]



Fuente: http://www.archive.org

¿Cómo es la Web de Hoy?

Tamaño de página y de peticiones promedio

(2010-2012)

2010: 74 peticiones HTTP

2010: 705 KB → 1269 KB en 2012

→

casi

90 en 2012



Fuente: http://www.httparchive.org

¿Cómo es la Web de Hoy?

Tamaño de página y de peticiones promedio

(2012-2015)

2012: casi 90 peticiones HTTP

+→ 100 en 2015

2012: 1269 KB

→ 2262 KB en 2015



Fuente: http://www.httparchive.org

¿Cómo es la Web de Hoy?
Ancho de Banda y Latencia (RTT)

PLT

@ 60ms RTT

@ 60ms RTT

@ 5 Mbps

@ 5 Mbps



Fuente: http://www.belshe.com/2010/05/24/more-bandwidth-doesnt-matter-much/

“Cascada” HTTP/1.1 - ww.python.org.ar

(18 + 3 requests, ~336 KB, 3.1 seg = ~100 KB/seg)

Recursos del mismo “origen”

obtenidos del parseo del

HTML + CSS + JS

6 Peticiones
Concurrentes
Máx. x Origen

Keep-Alive



Cascada

HTTP/1.1 y la Web actual

● El RTT es determinante en el tiempo de carga de

la página en HTTP/1.1.

● HTTP/1.1 es un protocolo que obliga a serializar las

peticiones.

● Mucha heurística de optimización de tráfico y

recursos en el browser.



HTTP/1.1 y la Web actual (cont.)

● Hacks para evitar limitaciones de HTTP/1.1

– Domain Sharding
– Recursos inline, minificados, image maps, CSS

sprites

– Ordenamiento, dependencias...

● Headers cada vez más grandes
● La realidad es que TCP fue hecho para conexiones

con un tiempo de vida largo.

● En cambio, los browsers usan HTTP sobre

TCP con ráfagas de conexiones.



HTTP/2 – RFC 7540

● Basado en SPDY, un protocolo desarrollado

por Google desde 2009.

● Modifica cómo se lee/escribe el tráfico HTTP

en el socket TCP (“sintaxis”).

● Toda la semántica de HTTP se mantiene.
● El objetivo es reducir el tiempo de carga de

las páginas web en forma global.

● Lo que hace no es nada novedoso.



HTTP/2 – Características elementales

● Multiplexación del tráfico por una única conexión

TCP persistente.

● Binario.
● Compresión de encabezados.
● Nuevas posibilidades: Server-Push, Priorización,

Dependencias, Control de Flujo.

● En la práctica, se utiliza sobre TLS: Cifrado.
● En el camino, se definen varios RFC más:

– TLS ALPN: Application-Layer Protocol Negotiation

Extension.



– HPACK: HTTP Header Compression.



HTTP/2 – Framing y Streams



HTTP/2 – Upgrade desde HTTP/1.1
1.Sabiendo de antemano que el server lo soporta.
2.Puerto 80 'http://' URIs – HTTP Upgrade

GET /page HTTP/1.1
Host: server.example.com
Connection: Upgrade, HTTP2-Settings
Upgrade: HTTP/2.0
HTTP2-Settings: (SETTINGS payload)

HTTP/1.1 200 OK
Content-length: 243
Content-type: text/html

(... HTTP 1.1 response ...)

(or)

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection: Upgrade
Upgrade: HTTP/2.0

(... HTTP 2.0 response ...)



3.Puerto 443 'https://' URIs – HTTPS



→

TLS + ALPN

HTTP/2 – Delta headers



HTTP/2 – Frames / Data Frame

Estructura común de todos los frames

DATA Frame (0x00)



HTTP/2 – Headers Frame

HEADERS Frame (0x01)



HTTP/2 – Reset & Goaway Frames

RST_STREAM Frame (0x03)

GOAWAY Frame (0x07)

Algunos códigos de error
● 0x0: NO_ERROR
● 0x1: PROTOCOL_ERROR
● 0x2: INTERNAL_ERROR
● 0x3: FLOW_CONTROL_ERROR
● 0x4: SETTINGS_TIMEOUT



● 0x5: STREAM_CLOSED
● 0x6: FRAME_SIZE_ERROR
● 0x7: REFUSED_STREAM
● 0x8: CANCEL
● 0x9: COMPRESSION_ERROR



HTTP/2 – SETTINGS Frame

SETTINGS Frame (0x04)

Algunos Settings
● 0x2: ENABLE PUSH
● 0x3: MAX_CONCURRENT_STREAMS
● 0x4: INITIAL_WINDOW_SIZE
● 0x5: MAX_FRAME_SIZE

Otros Frames:
● 0x02 – PRIORITY: Prioridad de un Stream
● 0x06 – PING: Medir RTT al destino
● 0x08 – WINDOW_UPDATE: Control de Flujo
● 0x09 – CONTINUATION: headers extra



Ejemplos

chrome://net-internals/#http2

http://www.http2demo.io/

https://http2.akamai.com/demo

https://www.cloudflare.com/http2/



Estado Actual y Futuro de HTTP/2

● Es un estándar del IETF desde Mayo de 2015.
● Implementaciones:

– Clientes: prácticamente todos los navegadores y

herramientas como Curl, Wireshark, etc.

– Servidores: Nginx, Apache (beta), IIS, F5, Jetty,

HAProxy, etc.

– Infraestructura: Google (GAE), Twitter,

Wordpress, Akamai, Cloudflare, Strangeloop,
Facebook….

– Lenguajes de programación, algo pendiente aún.
● Más: https://github.com/http2/http2-spec/wiki/Implementations



Estado Actual y Futuro de HTTP/2
Quedan cosas por desarrollar e investigar:

● Mecanismo de descubrimiento y negociación de

HTTP/2, por ejemplo registros SRV de DNS.

● “Encriptación oportunística” para HTTP/2.
● Integración con aplicaciones del lado del servidor.
● Interrelación con Websockets.
● QUIC (HTTP sobre UDP).
● Aprovechamiento de características nuevas, por

ejemplo, en proxys intermediarios.

● Desarrollo de herramientas y guías para optimizar la


web actual escrita para HTTP/1.1.



Conclusiones Generales
● HTTP/1.1 está mostrando sus años con las

características de los sitios y conexiones actuales.
● Los hacks no escalan y aumentan la complejidad.
● Prácticamente todos los browsers actuales soportan

HTTP/2 [ref].

● HTTP/2 mejora mucho el rendimiento, pero para

implementarlo bien™ hay que deshackear lo hecho.

● La migración no es painless (aunque podría ser peor).
● Resta software dentro de la arquitectura Web por

construir y estabilizar (Proxys, Load Balancers,
Servers, Firewalls...)



Teleinformática y Redes 2016