8 Соединения (Connections).

8.1 Постоянные соединения (Persistent Connections).

8.1.1 Цель.

До постоянных соединений для запроса каждого URL устанавливалось отдельное TCP соединение, что увеличивало нагрузку на HTTP сервера и вызывало загрузку Интернета. Использование встроенных изображений и других связанных данных часто требует от клиента делать несколько запросов к одному серверу за короткий промежуток времени. Исследования проблем эффективности такого решения доступны в [30][27]; анализ и результаты реализации прототипа находятся в [26].

Постоянные HTTP соединения имеют ряд преимуществ:

Открытие и закрытие меньшего количества TCP соединений экономит время центрального процессора и память, используемую для управляющих блоков протокола TCP.
HTTP запросы и ответы может быть конвейеризованы в соединении. Конвейерная обработка позволяет клиенту делать множество запросов не ожидая ответа на каждый, следовательно, одиночное TCP соединение, использование которого намного более эффективно, теряет меньше времени.
Загрузка сети уменьшается с уменьшением числа пакетов, вызванных открытием TCP соединений, и, следовательно, дает протоколу TCP достаточное время для определения состояния загрузки сети.
HTTP может развиваться более элегантно; так как ошибки могут сообщаться без закрытия TCP соединения в качестве штрафа. Клиенты, использующие будущие версии HTTP могли бы оптимистично пробовать новые возможности, но при связи со старым сервером, повторять запрос, используя старую семантику после сообщения об ошибке.

HTTP реализациям СЛЕДУЕТ реализовывать постоянные соединения.

8.1.2 Общее описание.

Значительное отличие HTTP/1.1 от более ранних версий HTTP состоит в том, что постоянные соединения являются заданным по умолчанию поведением любого HTTP соединения. То есть если не обозначено иного, клиент может считать, что сервер поддержит постоянное соединение.

Постоянные соединения обеспечивают механизм, согласно которому клиент и сервер могут сообщить о разрыве TCP соединения. Это сигнализируется при помощи использования поля заголовка Connection. При получении сообщения о разрыве соединения клиент НЕ ДОЛЖЕН посылать больше запросов по этому соединению.

8.1.2.1 Обсуждение (Negotiation).

HTTP/1.1 сервер МОЖЕТ считать, что HTTP/1.1 клиент не предполагает поддерживать постоянное соединение, если посланный в запросе заголовок Connection содержит лексему соединения (connection-token) "close". Если сервер решает закрыть соединение немедленно после посылки ответа, то ему СЛЕДУЕТ послать заголовок Connection, который содержит лексему соединения (connection-token) "close".

HTTP/1.1 клиент МОЖЕТ ожидать, что соединение останется открытым, но должен решить оставлять ли его открытым на основании того, содержит ли ответ сервера заголовок Connection с лексемой соединения "close". В случае, если клиент не хочет поддерживать соединение для последующих запросов, ему СЛЕДУЕТ послать заголовок Connection, содержащий лексему соединения "close".

Если клиент или сервер посылает лексему закрытия соединения "close" в заголовке Connection, то запрос становится последним в соединении.

Клиентам и серверам НЕ СЛЕДУЕТ считать, что постоянное соединение поддерживается HTTP версиями, меньшими чем 1.1, если это не указано явно. Смотрите раздел 19.7.1 с более подробной информацией о обратной совместимости с HTTP/1.0 клиентами.

Чтобы соединение оставалось постоянным, все сообщения, передаваемые по нему должны иметь самоопределенную (self-defined) длину сообщения (то есть, не определяемую закрытием соединения), как описано в разделе 4.4.

8.1.2.2 Конвейерная обработка (Pipelining).

Клиент, который поддерживает постоянные соединения МОЖЕТ "произвести конвейерную обработку" запросов (то есть, посылать несколько запросов не ожидая ответа на каждый). Сервер ДОЛЖЕН послать ответы на эти запросы в том же самом порядке, в каком были получены запросы.

Клиенты, которые поддерживают постоянные соединения и производят конвейерную обработку немедленно после установления соединения, ДОЛЖНЫ быть готовы повторить соединение, если первая попытка конвейерной обработки дала сбой. Если клиент делает такой повтор, он НЕ ДОЛЖЕН производить конвейерную обработку прежде, чем узнает, что соединение постоянное. Клиенты ДОЛЖНЫ также быть готовы снова послать запросы, если сервер закрывает соединение перед посылкой всех соответствующих ответов.

8.1.3 Прокси-сервера (Proxy Servers).

Очень важно, чтобы прокси-сервера правильно выполняли свойства полей заголовка Connection, как определено в 14.2.1.

Прокси-сервер ДОЛЖЕН сообщать о постоянных соединениях отдельно своим клиентам и отдельно первоначальным серверам (или другим прокси-серверам), которые с ним соединены. Каждое постоянное соединение применяется только к одной транспортной связи.

Прокси-сервер НЕ ДОЛЖЕН устанавливать постоянное соединение с HTTP/1.0 клиентом.

8.1.4 Практические cоглашения (Practical Considerations).

Сервера обычно имеют некоторое значение времени ожидания, после которого они не поддерживают неактивное соединение. Прокси-сервера могут делать это значение более высоким, так как, вероятно, клиент сделает большее количество соединений через этот же сервер. Использование постоянных соединений не вводит никаких ограничений на продолжительность этого времени ожидания как для клиента, так и для сервера.

Когда у клиента или сервера истекло время ожидания, ему СЛЕДУЕТ произвести изящное закрытие транспортного соединения. Как клиентам, так и серверам СЛЕДУЕТ постоянно наблюдать за другой стороной на предмет закрытия соединения, и соответственно отвечать. Если клиент или сервер не обнаруживает закрытия соединения другой стороной сразу, то это вызывает не оправданную трату ресурсов сети.

Клиент, сервер, или прокси-сервер МОГУТ закрыть транспортное соединение в любое время. Например, клиент МОЖЕТ начать посылать новый запрос в то время, когда сервер решает закрыть "бездействующее" соединение. С точки зрения сервера, соединение закрывается, в то время как оно было неактивно, но с точки зрения клиента, запрос произошел.

Это означает, что клиенты, серверы, и прокси-серверы ДОЛЖНЫ быть в состоянии обрабатывать асинхронные события закрытия. Программному обеспечению клиента СЛЕДУЕТ вновь открыть транспортное соединение и повторно передать прерванный запрос без взаимодействия с пользователем, поскольку метод запроса idempotent (смотрите раздел 9.1.2); другие методы НЕ ДОЛЖНЫ быть повторены автоматически, хотя агенты пользователя МОГУТ предложить оператору выбор повторять запрос, или нет.

Однако это автоматическое повторение НЕ СЛЕДУЕТ производить, если сбой происходит уже во втором запросе.

Серверам всегда СЛЕДУЕТ отвечать на по крайней мере на один запрос в соединении, если это возможно. Серверам НЕ СЛЕДУЕТ разрывать соединение в середине передачи ответа, если не предполагается сетевой или клиентский отказ.

Клиентам, использующим постоянные соединения, СЛЕДУЕТ ограничить число одновременных соединений, которые они устанавливают с данным сервером. Однопользовательскому клиенту СЛЕДУЕТ устанавливать максимум 2 соединения с любым сервером или прокси-сервером. Прокси-серверу СЛЕДУЕТ ограничиться 2*N соединеними с другими серверами или прокси-серверами, где N - число одновременно активных пользователей. Эти руководящие принципы предназначены для уменьшения времени HTTP ответа и избежания чрезмерной загрузки Интернета или других сетей.

8.2 Требования к передаче сообщений.

Общие требования:

HTTP/1.1 серверам СЛЕДУЕТ поддерживать постоянные соединения и использовать механизмы управления потоком данных TCP в целях уменьшения временных перегрузок, вместо закрытия соединений, которые, как ожидается, могут быть повторно использованы клиентами. Последняя методика может усиливать сетевую загрузку.
HTTP/1.1 (или более поздним) клиентам, посылающим тело сообщения (message-body) СЛЕДУЕТ контролировать сетевое соединение на предмет ошибок во время передачи запроса. Если клиент обнаруживает ошибку, ему СЛЕДУЕТ немедленно прекратить передачу тела сообщения. Если тело посылается с использованием кодирования "по кускам" ("chunked", раздел 3.6), то кусок нулевой длины, и пустой завершитель МОГУТ использоваться для индикации преждевременного конца сообщения. Если телу предшествовал заголовок Content-Length, клиент ДОЛЖЕН закрыть соединение.
HTTP/1.1 (или более поздний) клиент ДОЛЖЕН быть готов принять ответ с кодом состояния 100 (Продолжать, Continue), предшествующий основному ответу.
HTTP/1.1 (или более поздний) сервер, который получает запрос от HTTP/1.0 (или более раннего) клиента НЕ ДОЛЖЕН передать ответ с кодом состояния 100 (Продолжать, Continue); ему СЛЕДУЕТ либо ожидать пока запрос будет выполнен обычным образом (то есть без использования прерванного запроса), либо преждевременно закрыть соединение.

После получения метода, подчиненного этим требованиям, от HTTP/1.1 (или более позднего) клиента, HTTP/1.1 (или более поздний) сервер ДОЛЖЕН либо ответить кодом состояния 100 (Продолжать, Continue) и продолжать чтение входного потока, либо ответить ошибочным кодом состояния. Если сервер ответил ошибочным кодом состояния, то он МОЖЕТ либо закрыть транспортное соединение (TCP), либо продолжать читать и отбрасывать оставшуюся часть запроса. Он НЕ ДОЛЖЕН выполнять запрошенный метод, если возвратил код состояния ошибки.

Клиентам СЛЕДУЕТ помнить номер версии HTTP, используемой сервером по крайней мере в последний раз; если HTTP/1.1 клиент встречал HTTP/1.1 или более поздний ответ от сервера, и видит закрытие соединения перед получением какого-либо кода состояния от сервера, клиенту СЛЕДУЕТ повторить запрос без взаимодействия с пользователем, поскольку метод запроса idempotent (смотрите раздел 9.1.2); другие методы НЕ ДОЛЖНЫ быть повторены автоматически, хотя агенты пользователя МОГУТ предложить оператору выбор повторять запрос, или нет. Если клиент повторяет запрос, то он

ДОЛЖЕН сначала послать поля заголовка запроса, а затем
ДОЛЖЕН ожидать ответа сервера с кодом 100 (Продолжать, Continue), а затем продолжать, или с кодом состояния ошибки.

Если HTTP/1.1 клиент не встречал ответа сервера версии HTTP/1.1 или более поздней, то ему следует считать, что сервер реализует HTTP/1.0 или более старый протокол и не использовать ответы с кодом состояния 100 (Продолжать, Continue). Если в такой ситуации клиент видит закрытие соединения перед получением какого-либо ответа с кодом состояния от сервера, то ему СЛЕДУЕТ повторить запрос. Если клиент повторяет запрос к этому HTTP/1.0 серверу, то он должен использовать следующий "binary exponential backoff" алгоритм, чтобы быть уверенным в получении надежного ответа:

Инициализировать новое соединение с сервером.
Передать заголовки запроса (request-headers).
Инициализировать переменную R примерным временем передачи информации на сервер и обратно (например на основании времени установления соединения), или постоянным значение в 5 секунд, если время передачи не доступно.
Вычислить T = R * (2**N), где N - число предыдущих повторов этого запроса.
Либо дождаться от сервера ответа с кодом ошибки, либо просто выждать T секунд (смотря что произойдет раньше).
Если ответа с кодом ошибки не получено, после T секунд передать тело запроса.
Если клиент обнаруживает, что соединение было закрыто преждевременно, то ему нужно повторять начиная с шага 1, пока запрос не будет принят, либо пока не будет получен ошибочный ответ, либо пока у пользователя не кончится терпение и он не завершит процесс повторения.

Независимо от того, какая версия HTTP реализована сервером, если клиент получает ошибочный код состояния, то он

НЕ ДОЛЖЕН продолжать и
ДОЛЖЕН закрыть соединение, если он не завершил посылку сообщения.

HTTP/1.1 (или более позднему) клиенту, который обнаруживает закрытие соединения после получения ответа с кодом состояния 100 (Продолжать, Continue), но до получения ответа с другим кодом состояния, СЛЕДУЕТ повторить запрос, но уже не ожидать ответа с кодом состояния 100 (Продолжать, Continue) (но он МОЖЕТ сделать так, если это упрощает реализацию).