Chapitre 08 : Applications HTTP

1. HTTP/1.1

1.1 Persistent Connections

HTTP/1.1 a introduit les connexions persistantes (Keep-Alive) pour réutiliser une même connexion TCP pour plusieurs requêtes/réponses, évitant ainsi le coût de l'établissement TCP à chaque requête.

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1.2 Pipelining

Le pipelining permet d'envoyer plusieurs requêtes sans attendre les réponses, réduisant la latence.

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Problème du HOL blocking : une réponse lente bloque toutes les suivantes.

1.3 Caching HTTP/1.1

En-têtes de caching : Cache-Control, ETag, Last-Modified, Expires.

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2. HTTP/2

2.1 Multiplexing

HTTP/2 remplace le pipelining par le multiplexage : plusieurs streams peuvent être actifs simultanément sur une même connexion TCP.

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2.2 Binary Framing Layer

HTTP/2 est binaire, pas textuel. Trames (frames) envoyées sur des streams multiplexés.

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Types de trames :

Type	Code	Usage
DATA	0x00	Corps du message
HEADERS	0x01	En-têtes HTTP
PRIORITY	0x02	Priorité de stream
RST_STREAM	0x03	Annulation de stream
SETTINGS	0x04	Paramètres de connexion
PUSH_PROMISE	0x05	Server Push
PING	0x06	Heartbeat
GOAWAY	0x07	Fin de connexion
WINDOW_UPDATE	0x08	Contrôle de flux
CONTINUATION	0x09	Suite d'en-têtes

2.3 HPACK

Compression des en-têtes HTTP avec HPACK (RFC 7541) : tables statique et dynamique, codage Huffman.

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Table statique : contient les entrées les plus courantes (:method: GET, :status: 200, etc.). Un champ comme :method: GET est encodé sur un seul octet (index 2).

2.4 Server Push

Le serveur peut envoyer des ressources avant que le client ne les demande.

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2.5 Stream Prioritization

Arbre de priorité des streams pour optimiser l'ordre de livraison.

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3. HTTP/3

3.1 QUIC — Présentation

HTTP/3 utilise QUIC (RFC 9000) comme transport, basé sur UDP, pour éliminer le HOL blocking de TCP.

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3.2 0-RTT

Un client qui a déjà connecté peut envoyer des données immédiatement.

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3.3 Connection Migration

Avec QUIC, la connexion survit au changement d'adresse IP (ex: Wi-Fi → 4G).

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3.4 Pas de HOL Blocking

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4. WebSocket

4.1 Handshake de mise à jour

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4.2 WebSocket Frame

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Opcodes :

Opcode	Type
0x0	Continuation
0x1	Text
0x2	Binary
0x8	Close
0x9	Ping
0xA	Pong

5. gRPC

5.1 Architecture

gRPC utilise HTTP/2 comme transport et Protocol Buffers pour la sérialisation.

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5.2 Types de streaming

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5.3 Exemple de définition Protobuf

syntax = "proto3";

service ChatService {
  rpc SendMessage(SendMessageRequest) returns (SendMessageResponse);
  rpc ChatStream(ChatStreamRequest) returns (stream ChatMessage);
  rpc BidirectionalChat(stream ChatMessage) returns (stream ChatMessage);
}

message SendMessageRequest {
  string user_id = 1;
  string message = 2;
}

message ChatMessage {
  string user_id = 1;
  string message = 2;
  int64 timestamp = 3;
}

6. TLS 1.3

6.1 Handshake TLS 1.3 (1-RTT)

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6.2 ALPN (Application-Layer Protocol Negotiation)

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6.3 Cipher Suites TLS 1.3

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7. Comparaison des versions HTTP

Caractéristique	HTTP/1.1	HTTP/2	HTTP/3
Transport	TCP	TCP	QUIC (UDP)
Multiplexing	Non (pipelining limité)	Oui (streams)	Oui (streams)
HOL Blocking	Oui (TCP)	Oui (TCP)	Non (QUIC)
Compression headers	Non	Oui (HPACK)	Oui (QPACK)
Server Push	Non	Oui	Oui
0-RTT	Non	Non	Oui
Connection Migration	Non	Non	Oui
Chiffrement	Optionnel (TLS)	Souvent TLS	Obligatoire (TLS 1.3)
Format	Texte	Binaire	Binaire
Priorisation	Non	Oui (stream priority)	Oui (stream priority)

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8. HTTP Caching

8.1 Cache-Control

Directives principales :

Directive	Signification
`no-cache`	Valider auprès du serveur avant utilisation
`no-store`	Ne pas mettre en cache du tout
`public`	Peut être caché par tout le monde
`private`	Cache seulement navigateur
`max-age=3600`	Durée de validité en secondes
`must-revalidate`	Doit revalider si expiré
`immutable`	Ne changera jamais (fichier statique)

8.2 Stratégie de caching

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8.3 Vary

L'en-tête Vary indique quels en-têtes de requête influencent la représentation :

Vary: Accept-Encoding
Vary: Accept-Language, User-Agent

9. CDN (Content Delivery Network)

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10. HTTP Security Headers

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10.1 Exemple CSP

Content-Security-Policy: default-src 'self';
                          script-src 'self' https://cdn.example.com;
                          style-src 'self' 'unsafe-inline';
                          img-src 'self' data: https://*.cloudfront.net;
                          connect-src 'self' wss://ws.example.com;
                          frame-ancestors 'none';

10.2 HSTS

Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains; preload

11. Performance HTTP/2 vs HTTP/3

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12. Résumé

HTTP/1.1 : connexions persistantes, pipelining limité, HOL blocking TCP
HTTP/2 : multiplexage binaire, HPACK, server push, toujours HOL TCP
HTTP/3 : QUIC/UDP, 0-RTT, connection migration, pas de HOL
WebSocket : upgrade HTTP, full-duplex, frames binaires/texte
gRPC : HTTP/2 + protobuf, 4 types de streaming
TLS 1.3 : 1-RTT handshake, 0-RTT resumption, ciphers AEAD
Caching : Cache-Control, ETag, Vary, stratégies freshness
Sécurité : CSP, HSTS, X-Frame-Options, X-Content-Type-Options

08 — Applications HTTP