History of HTTP

HTTPの歴史を振り返るネットワーク入門勉強会 2021.09.13 Kawashima Kazuhisa

自己紹介名前：川嶋一寿（かわしまかずひさ）生息地：静岡市（Slackの静岡チャネル）趣味：ジョギング、温泉、酒仕事
： • ゆめみのサーバサイドエンジニア • 専門学校講師（ネットワークとクラウドの授業を担当） • Scalaの初心者向けの記事を執筆（Scalapedia） Twitter ：@cupperservice

HTTPとは Hypertext Transfer Protocol • HTMLなどのテキストによって記述されたWebページ等のコンテンツの送受信に使用するプロトコル • サーバはクライアントの状態を保持しない／ステートレスなプロトコル
• トランスポート層にTCPを使用する。

HTTPの属する層 OSI参照モデル TCP/IPプロトコルスタックアプリケーション層アプリケーション層プレゼンテーション層セッション層トランスポート層トランスポート層ネットワーク層
インターネット層データリンク層リンク層物理層 HTTP TCP UDP IP

HTTPのバージョン HTTP/0.9 HTTP/1.0 HTTP/1.1 HTTP/2 HTTP/3 1995年 1990年 2000年 2005年
2010年 2015年 2020年多くの拡張がされた・Cookie ・SSL/TLS ・WebSocket ・CORS 　...

HTTP/0.9 • ドキュメント化された最初のHTTPプロトコル • サーバ上のコンテンツを取得するだけの単純なもの • ワンラインプロトコル GET /index.html <html>
… </html>

HTTP/1.0 • 1996年5月にRFC 1945として発表 • GET以外のメソッドが追加 • プロトコルバージョンを追加 • ヘッダーを追加
• レスポンスにステータスを追加 • HTML以外の文章を転送できるように

HTTP/1.0 例 GET /index.html HTTP/1.0 User-Agent: Mozilla/2.02 [fr] (WinNT; I)
HTTP/1.0 200 OK Content-Type: text/html <html> … </html>

HTTP/1.0 メソッドメソッド役割 GET 指定されたオブジェクトを取得 HEAD 指定されたオブジェクトのメタ情報（ヘッダー）を取得 PUT オブジェクトをサーバに蓄積
POST オブジェクトをサーバに送信 DELETE リソースを削除 LINK リソースと他のリソースの関係を確立する UNLINK リソースと他のリソースの関係を削除する

HTTP/1.0 ヘッダー • General-Header 一般的な情報（Connection, Forwarded, ...） • Request-Header リクエストについての付加的な情報（User-Agent,
If-Modiﬁed-Since, ...） • Response-Header　レスポンスについての付加的な情報（Server, Retry−After, ...） • Object-Header オブジェクトの情報（Content-Length, Content-Type, ...）

HTTP/1.0 ステータス • 1xx: 未定義 • 2xx: 成功 • 3xx:
リダイレクション • 4xx: クライアントエラー • 5xx: サーバーエラー

HTTP/1.0 問題点 HTTP/1.0で追加された機能は、試行錯誤の結果生まれたもの標準化されたものではないサーバとブラウザの間での相互運用性の問題が多く発生した

HTTP/1.1 • 1997年1月にRFC2068として発表 • コネクションの再利用が可能となった • パイプライン機能を追加 • Chunked形式のレスポンスを追加 •
新たなキャッシュ制御の仕組を追加 • 言語 / エンコーディングのコンテンツネゴシエーションを追加 • サーバのコロケーションが可能となった

HTTP/1.1 例 GET /index.html HTTP/1.1 User-Agent: Mozilla/2.02 [fr] (WinNT; I)
Connection: keep-alive HTTP/1.1 200 OK Content-Type: text/html Connection: keep-alive <html> … </html> GET /images/hoge.jpg HTTP/1.1 User-Agent: Mozilla/2.02 [fr] (WinNT; I) Connection: keep-alive ...

HTTP/1.1 メソッドメソッド役割 OPTIONS 対象リソースの通信オプションを記述 GET リソースを取得 HEAD リソースのメタ情報（ヘッダー）を取得
PUT 新しいリソースを作成するか、サーバのリソースを置き換える POST サーバにデータを送信 PATCH リソースの部分的な変更 DELETE リソースを削除 TRACE 対象リソースまでのループバックテストをする CONNECT クライアント、サーバ間の接続を開始する

コネクション

HTTPに関する関連技術

Cookie • HTTP -> ステートレスな通信 • Cookie -> ステートフルな情報を持たせる Request
HTTP/1.1 200 OK Set-Cookie: key=value ... GET /hogehoge HTTP/1.1 Cookie: key=value ...

SSL / TLS TCP/IPの上の層に追加された暗号化レイヤー Client Hello Server Hello Server Certificate
Server Key Exchange Certificate Request Server Hello Done Client Certificate Client Key Exchange Certificate Verified Change Cipher Exchange Finished Change Cipher Spec Finished

リアルタイムなWebアプリを実現する • ポーリング • Comet • Server Sent Events •
WebSocket

ポーリングクライアントから一定間隔でサーバにデータを取得しに行く Request Response 終わった？まだだよ終わった？終わった終わった？まだだよ
サーバの処理が完了するまで一定間隔でサーバに問い合わせるサーバの処理時間

Comet Request Response コネクションを張りっぱなしにするサーバの処理時間レスポンスを受け取ったら、すぐにHTTPコネクションを張り直し、サーバからの応答を待つ終わった

Server Sent Events 1つのHTTPコネクションで複数のデータを返す Request chunked サーバから送信されたデータを受け取る任意のタイミングでクライアントにデータを
送信する Content-Type: text/event-steram chunked chunked

WebSocket Opening handshake(HTTP upgrade) Opening handshake(Switching Protocols) 送信送信送信
送信送信送信任意のタイミングでサーバにデータを送信する WebSocketにスイッチ後は双方向に通信できる任意のタイミングでクライアントにデータを送信する

キュリティモデル • Same-Origin Policy • CORS

Same-Origin Policy あるOriginから読み込まれたドキュメントやスクリプトから他のOriginにあるリソースへのアクセスを制限する www.hogehoge.com www.poupou.com コンテンツA Origin(www.hogehoge.com)から取得したコンテンツAから別のOrigin(www.poupou.com)には、ア
クセスできない

Origin http://www.hogehoge.com/index.htmlとの比較 URL Same Origin http://www.hogehoge.com/path1/hoge.html o 違いはパスのみ http://www.hogehoge.com:80/path1/hoge.html o
違いはパスのみ http://www.hogehoge.com:8080/path1/hoge.html x ポート番号が違う https://www.hogehoge.com/path1/hoge.html x プロトコルが違う http://www.poupou.com/path1/hoge.html x ホストが違う

CORS(Cross-Origin Resource Sharing) 異なるOriginへのアクセス権を与える仕組み www.hogehoge.com www.poupou.com コンテンツA Origin(www.hogehoge.com)から取得したコンテンツAから別のOrigin(www.poupou.com)に
Originヘッダーを付けてアクセス Origin: http://www.hogehoge.com Access-Control-Allow-Origin: http://www.hogehoge.com Origin(www.hogehoge.com)から取得したコンテンツAからのアクセスを許可する

Preﬂight Request OPTIONSを使用して実際のリクエストが送信可能かチェックする OPTIONS /doc HTTP/1.1 Origin http://www.hogehoge.com Access-Control-Request-Method: POST
Access-Control-Request-Headers: Content-Type HTTP/1.1 204 No Content Access-Control-Allow-Origin: http://www/hogehoge.com Access-Control-Allow-Methods: POST Access-Control-Allow-Headers: Content-Type Access-Control-Max-Age: 86400 POST /doc HTTP/1.1 Content-Type: application/json Origin: http://www.hogehoge.com ．．． HTTP/1.1 200 OK Access-Control-Allow-Origin: http://www/hogehoge.com Content-Type: application/json ．．． Preﬂight Requesst Main Requesst

HTTP/2 HTTPのメッセージの転送を効率化し、パフォーマンスを向上 • バイナリでの送受信 • 1つのコネクションでHTTPリクエスト / レスポンスを多重化 • ヘッダーの圧縮
• 優先順位 • サーバプッシュ

HTTP/2 ストリーム 1つのTCPコネクションで複数のHTTPリクエスト / レスポンスをやり取りする ↑を管理するための概念をストリームと呼ぶ TCPコネクション Stream (id=1)
HTTP リクエスト HTTP レスポンス Stream (id=3) HTTP リクエスト HTTP レスポンス

HTTP/2 フレーム HTTP2での送信の単位 / 用途ごとに10種類のタイプがあるフレーム名タイプ番号説明 DATA 0
HTTP Bodyを転送するために使用 HEADERS 1 HTTPヘッダーを転送するために使用 PRIORITY 2 ストリームの優先順位を変更するために使用 RST_STREAM 3 エラーでストリームを終了するために使用 SETTINGS 4 コネクションに関するパラメータのやり取りをするために使用 PUSH_PROMISE 5 サーバプッシュに使用するストリームを予約するために使用 PING 6 コネクション維持のために使用 GOAWAY 7 コネクションを切断するために使用 WINDOW_UPDATE 8 フロー制御のために使用 CONTINUATION 9 サイズの大きなフレームを継続して送信するために使用

HTTP/2 フレーム HTTPメッセージはフレームに分割され、直列化して送信する HEADERS フレーム stream id=1 HEADERS フレーム stream
id=3 DATA フレーム stream id=3 HEADERS フレーム stream id=1 HEADERS フレーム stream id=3 DATA フレーム stream id=3 DATA フレーム stream id=1

HTTP/2 ネゴシエーション HTTP/2の通信を開始する方法は以下 • ALPN • HTTP1.1からアップグレード • ダイレクト

HTTP/2 ALPN RFC7301で定義されているTLS拡張を使用する方法 ClientHello ALPN extension - http/2 - http/1.1
ServerHello ALPN extension selected protocol - http/2

HTTP/2 アップグレード RFC7301で定義されているTLS拡張を使用する方法 GET / HTTP/1.1 Host: hogehoge.example.com Connection: Upgrade,
HTTP2-Settings Upgrade: h2c HTTP2-Settings: <HTTP/2 SETTINGS フレーム> HTTP/1.1 101 Switching Protocols Connection: Upgrade Upgrade: h2c

HTTP/3 - HTTP over QUIC トランスポート層にQUICを使用する（予定）次の機会 or 他の方で話したい方

Thank you for listening!

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