Nginx | v2 模块，告别HTTP1.1，开启多路复用与资源推送

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Nginx 中 http2 协议介绍与服务搭建资源推送

描述：前面《Nginx | HTTP 反向代理：gRPC 高性能远程过程调用（RPC）框架》文章中，我们介绍了 Google 推出的 gRPC 服务框架，并在 Nginx 反向代理 gPRC 服务时它也是基于 HTTP/2 实现的，HTTP2.0 协议相对于 HTP1.1 协议有很大的一个性能提升。另外，作者前面的 Nginx 演示配置中都开启了 HTTP/2 支持，但是并未对其详细介绍，和对性能到底有那些提升，以及演示其资源推送功能，所以接下来我们一一详细介绍与实践。

温馨提示：若文章代码块中存在乱码或不能复制，请联系作者，也可通过文末的阅读原文链接，加入知识星球中阅读，原文链接：https://articles.zsxq.com/id_fib851xw86fq.html

HTTP2 协议介绍

HTTP/2 是 HTTP 协议的第二个主要版本，于 2015 年发布，旨在解决 HTTP/1.x 的性能瓶颈，提升网页加载速度和网络效率，解决了队头阻塞（HTTP/1.x 中一个请求阻塞后续请求），高延迟（减少多次 TCP 连接和握手开销）以及头部冗余（重复的头部字段占用带宽），显著提升了 Web 性能，HTTP/2 已成为现代互联网的主流协议被广泛使用。

HTTP/2.0 协议的核心概念：

• 连接（Connection）：单个 TCP 连接，可以承载多个双向数据流（Stream）

• 流（Stream）：双向通讯的数据流，每个页面可能对应一个Stream，每个流可以包含多个消息

• 消息（Message）：每个消息包含1个或多个帧，对应 HTTP/1.x 请求和响应

• 帧（Frame）：最小概念单元，以二进制压缩格式存储 HTTP/1.x 内容，包括 Headers 和 Data

此文，我们再详细的介绍一下 Frame 帧的格式，如下图所示：包含长度、类型、标识，消息号(4字节32位)以及数据内容等。

HTTP/2 主要特性与改进：

• [x] 二进制传输（核心）: 将文本格式（HTTP/1.x）改为二进制格式，解析更快、更高效，且减少错误。

• [x] 头部压缩（核心）: 使用 HPACK 算法压缩请求头，减少冗余数据（如 Cookie、User-Agent），降低带宽消耗，例如：相似请求间仅传输变化部分，大幅度减少重复头部信息的传输，算法主要包含三个部分：

• • 静态字典：将常用的 header 字段整成字典,比如{"method":"GET"}就可以用单个数字 2 来表示。

  • 动态字典：没有在静态字典里面的一些头部字段，则用动态字典。

  • Huffman 编码：压缩编码。

• [x] 多路复用（核心）: 允许在单个 TCP 连接上并行传输多个请求和响应，即传输中无序，接收时组装（利用缓存），解决了 HTTP/1.x 的队头阻塞问题，大幅提升并发效率，减少了我们的三次握手和四次握手的开关连接的一个过程，工作效率也最高。

• [x] 服务器资源推送: 服务器可以主动向客户端并行推送资源（如 HTML、CSS、JS），减少额外的请求延迟，

• [x] 自定义资源优先级：允许客户端为请求分配优先级，确保重要资源（如 HTML）优先传输，例如在某些场景中CSS 可能对重要，需要先给浏览器进行渲染。

• [x] 更安全的默认要求：主流浏览器仅支持加密的 HTTP/2（基于 TLS/1.2+），即必须SSL全站加密，而非明文传输才能真正使用 HTTP/2。

HTTP/2.0 与 HTTP/1.x 对比如下表格所示：

另外，HTTP/2 为 HTTP/3 奠定了基础，HTTP/3 改用 QUIC 协议（基于 UDP），进一步解决 TCP 的队头阻塞和连接延迟问题。

好了，上面我们介简单绍了 HTTP/2.0 相关特性以及与 HTTP 1.x 协议的对比，下面我们将在 Nginx 中搭建一个 HTTP/2.0 服务，查看到 HTTP 2.0 的优势，并演示其资源推送功能，不过在此之前，同样先简单的介绍在 Nginx 中 HTTP/2.0 相关指令配置。

Nginx HTTP/2 模块指令

在 Nginx 中要完全支持 HTTP/2.0 相关功能，需在编译时启用--with-http_v2_module选项，以安装ngx_http_v2_module模块，其次必须开启 TLS/SSL 协议，需申请并配置SSL证书（如通过Let's Encrypt、自签证书），ngx_http_v2_module 帮助文档地址 https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_v2_module.html

# 构建脚本 Makefile ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --conf-path=/usr/local/nginx/conf/nginx.conf --pid-path=/usr/local/nginx/nginx.pid --error-log-path=/var/log/nginx/logs/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/logs/access.log --lock-path=/var/run/nginx.lock --modules-path=/usr/local/nginx/modules --with-http_stub_status_module --with-http_realip_module --with-http_ssl_module --with-http_slice_module --with-http_v2_module --with-cc-opt=-O2 --with-compat # 编译安装 make -j$(nproc) && make install

指令模块

http2指令用于启用 HTTP/2.0 支持，默认情况下是关闭的。

Syntax: http2 on | off; Default: http2 off; Context: http, server This directive appeared in version 1.25.1. # 基础示例 server { listen 443 ssl; # 开启 TLS/SSL 协议，启用 HTTPS 服务。 http2 on; # 启用 HTTP/2.0 支持。 ssl_certificate server.crt; # 指定 SSL 证书文件路径。 ssl_certificate_key server.key; # 指定 SSL 私钥文件路径。 }

资源推送指令，用于配置服务器主动向客户端推送资源。

http2_push 指令用于将请求与对原始请求的响应一起沿着发送（推送）到指定的 uri，使用相对路径也可使用变量，并且可在同一配置级别上指定多个 http2_push 指令，但自版本1.25.1起已过时，建议在头部字段中添加Link预加载提示。

Syntax: http2_push uri | off; Default: http2_push off; Context: http, server, location # 示例 http2_push /static/css/main.css;

http2_push_preload指令用于启用或禁用预加载推送，默认情况下是关闭的，启用后需在头部字段中添加Link预加载提示，以便浏览器知道哪些资源将被推送，同样自版本 1.25.1 起已过时。

Syntax: http2_push_preload on | off; Default: http2_push_preload off; Context: http, server, location # 示例：若响应头含 Link: </star.css>; rel=preload，则star.css被推送。 http2_push_preload on;

请求接并发与流控制指令，用于配置 HTTP/2.0 连接并发和流控制相关参数。

http2_max_concurrent_pushes指令用于限制连接中并发推送请求的最大数量，自版本1.25.1起已过时。

Syntax: http2_max_concurrent_pushes number; Default: http2_max_concurrent_pushes 10; Context: http, server

http2_max_concurrent_streams指令用于设置连接中并发HTTP/2流的最大数量，自版本1.25.1起已过时。

Syntax: http2_max_concurrent_pushes number; Default: http2_max_concurrent_pushes 10; Context: http, server

http2_max_requests指令用于设置一个HTTP/2连接可以处理的最大请求数（包括推送请求），超过此数量后，下一个客户端请求将导致连接关闭并需要建立新的连接，自版本1.25.1起已过时，建议使用keepalive_requests指令代替。

Syntax: http2_max_requests number; Default: http2_max_requests 1000; Context: http, server

http2_chunk_size指令用于设置响应正文切片的最大块大小, 过低的值会导致更高的开销, 过高的值会由于HOL阻塞而损害优先级。

Syntax: http2_chunk_size size; Default: http2_chunk_size 8k; Context: http, server, location

缓冲区大小设置指令，用于配置 HTTP/2.0 连接缓冲区大小相关参数。

http2_body_preread_size指令用于设置每个请求主体的缓冲区大小，默认情况下是 16k。

Syntax: http2_body_preread_size size; Default: http2_body_preread_size 64k; Context: http, server

http2_max_field_size指令用于限制经过HPACK压缩的请求标头字段的最大大小，默认情况下是 4k。自版本1.19.7起已过时，建议使用large_client_header_buffers指令。

Syntax: http2_max_field_size size; Default: http2_max_field_size 4k; Context: http, server

http2_max_header_size指令用于限制HPACK解压缩后整个请求标头列表的最大大小。对于大多数请求，默认限制应该足够了，自版本1.19.7起已过时，建议使用large_client_header_buffers指令。

Syntax: http2_max_header_size size; Default: http2_max_header_size 16k; Context: http, server

http2_recv_buffer_size指令用于设置每个工作进程输入缓冲区的大小。

Syntax: http2_recv_buffer_size size; Default: http2_recv_buffer_size 256k; Context: http

超时控制指令，用于配置 HTTP/2.0 连接超时相关参数。

http2_idle_timeout指令用于空闲多少时间后关闭连接，自版本1.19.7起已过时，建议使用keepalive_timeout指令代替。

Syntax: http2_idle_timeout time; Default: http2_idle_timeout 3m; Context: http, server

http2_recv_timeout指令用于设置接收超时时间，自版本1.19.7起已过时，应该使用client_header_timeout指令。

Syntax: http2_recv_timeout time; Default: http2_recv_timeout 30s; Context: http, server

另外，该模块还提供了一个内置变量$http2，可用于检测当前连接是否为 HTTP/2.0 连接，其变量标识符值为：

• “h2” for HTTP/2 over TLS,

• “h2c” for HTTP/2 over cleartext TCP, or an empty string otherwise.

实践演示

步骤 01.作者准备一些静态资源文件和自签证书【参考文章：Nginx | 核心知识150讲之SSL证书签发与HTTPS加密传输学习实践笔记】，以演示其 HTTP/2.0 资源推送功能。

$ cd /usr/local/nginx/html $ tree . . ├── video.html ├── img │ └── bg.png ├── video │ └── 202403192224.mp4 ├── css │ └── style.css ├── js │ └── index.js └── index.html <!-- 其中 index.html 首页，内容如下 --> tee index.html <<'EOF' <HTML> <HEAD> <meta charset="UTF-8"> <title>测试HTTP2.0推送</title> </HEAD> <BODY> <h1>测试HTTP2.0推送</h2> <BODY> </HTML> EOF <!-- 其中创建一个视频播放页面，如下所示： --> tee video.html <<'EOF' <video id="myVideo" class="responsive-video" src="/videos/202403192224.mp4" poster="/img/bg.jpg" preload="metadata" controls playsinline muted loop width="1280" height="720" crossorigin="anonymous">步骤 02.配置 Nginx 启用 HTTP/2.0 支持，并开启资源推送功能，修改完毕后验证配置并重启 Nginx 服务。
tee /usr/local/nginx/conf.d/server.conf <<'EOF' # 只在连接为 HTTP/2 且支持推送时执行推送 map $http2$push_allowed { default ""; "h2" "1"; } server { # 监听 443 端口，启用 TLS/SSL 协议 listen 443 ssl; # 虚拟主机服务器名称 server_name server.weiyigeek.top; default_type text/html; # 启用 HTTP/2 支持 http2 on; # 日志文件 access_log /var/log/nginx/server.log main; error_log /var/log/nginx/server.err.log debug; # SSL 证书文件 ssl_certificate /usr/local/nginx/certs/server.crt; # ssl_certificate_key /usr/local/nginx/certs/server.key; # 加密的 SSL 证书密钥文件(根据需求选择) ssl_certificate_key /usr/local/nginx/certs/server_encrypted.key; ssl_password_file /usr/local/nginx/certs/ssl_password.txt; # 支持的 SSL/TLS 协议版本 ssl_protocols TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3; # 支持的 SSL/TLS 加密套件 ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES256:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:!NULL:!aNULL:!eNULL:!EXPORT:!PSK:!ADH:!DH:!DES:!MD5:!RC4; # SSL 会话缓存 ssl_session_cache shared:SSL:10m; # SSL 会话超时时间 ssl_session_timeout 10m; # 优先使用服务器端支持的加密套件 ssl_prefer_server_ciphers on; # 强制使用 HTTPS 访问 add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000;includeSubDomains;preload" always; # 根目录设置 root /usr/local/nginx/html; # 缺省文件索引页设置，即访问根目录时默认打开的文件名 index index.html; # 使用 Link 指定推送多个资源 location / { # 推送 css 和 js 文件作为预加载资源 add_header Link "</css/style.css>; as=style; rel=preload, </js/index.js>; as=script; rel=preload" always; # 缓存控制 expires 1h; add_header Cache-Control "public, no-cache"; } # 仅当连接为 HTTP/2 且支持推送时才执行推送 location = /video.html { if ($push_allowed) { # 推送 MP4 视频文件 add_header Link "</css/style.css>; as=style; rel=preload, </videos/202403192224.mp4>; as=video; type=video/mp4; rel=preload" always; # 可选：推送视频封面图 add_header Link "</img/bg.png>; as=image; rel=preload" always; # 缓存控制 expires 1h; add_header Cache-Control "public, no-cache"; } } # 特别注意：使用 http2_push、http2_push_preload 指令推送资源已失效，Nginx 1.25.1 及以后已不支持这种方式。 location /old { http2_push /css/style.css; http2_push /res/202403192224.mp4; } } EOF # 验证重载 nginx -t && nginx -s reload nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful nginx: [warn] the "http2_push" directive is obsolete, ignored in /usr/local/nginx/conf.d/server.conf:77 nginx: [warn] the "http2_push" directive is obsolete, ignored in /usr/local/nginx/conf.d/server.conf:78
温馨提示：Nginx 1.25.1 及以后版本已废弃 http2_push、http2_push_preload 等指令，不再支持资源推送功能，在配置文件中使用这些指令将会被忽略，一定要使用 add_header Link 方式来实现资源推送。

步骤 03.为了防止各位看友旧版本的 curl 工具不支持 HTTP/2.0 协议，所以这里我们使用nghttp命令行工具来测试 Nginx HTTP/2.0 协议，可通过 Github 或者通过包管理器安装，官网地址：https://nghttp2.org/
# 方式1.通过 Github 下载版本进行编译安装 # Ubuntu/Debian sudo apt-get install g++ make binutils autoconf automake \ autotools-dev libtool pkg-config zlib1g-dev libcunit1-dev \ libssl-dev libxml2-dev libev-dev libevent-dev libjansson-dev \ libc-ares-dev libjemalloc-dev libsystemd-dev cython python3-dev # CentOS/RHEL sudo yum install gcc gcc-c++ make cmake automake autoconf libtool \ pkgconfig zlib-devel openssl-devel libxml2-devel libev-devel \ jansson-devel c-ares-devel python3-devel python3-pip # 下载源码 wget https://github.com/nghttp2/nghttp2/releases/download/v1.68.0/nghttp2-1.68.0.tar.xz # 解压 xz -k -d nghttp2-1.68.0.tar.xz tar -xvf nghttp2-1.68.0.tar # 构建 ./configure --enable-app # 编译 make -j$(nproc) # 检查产物 ls src/.libs/ # 有时临时文件在这里 deflatehd h2load inflatehd nghttp nghttpd nghttpx # 主要工具包括： # nghttp - HTTP/2 客户端 # nghttpd - HTTP/2 服务器 # h2load - 负载测试工具 # nghttpx - 代理服务器 # 安装 sudo make install # 更新动态链接库缓存 sudo ldconfig /usr/local/lib # 方式2.通过包管理器安装(版本可能过旧) # redhat 系 yum install nghttp2 # debian 系 apt install nghttp2

步骤 04.使用 nghttp 命令行工具测试 Nginx HTTP/2.0 支持情况，
# 访问主页路径 /usr/local/bin/nghttp -ans https://nghttp2.org ***** Statistics ***** Request timing: responseEnd: the time when last byte of response was received relative to connectEnd requestStart: the time just before first byte of request was sent relative to connectEnd. If '*' is shown, this was pushed by server. process: responseEnd - requestStart code: HTTP status code size: number of bytes received as response body without inflation. URI: request URI see http://www.w3.org/TR/resource-timing/#processing-model sorted by 'complete' id responseEnd requestStart process code size request path 1 +731.81ms +73us 731.74ms 200 6K / 3 +1.27s +732.00ms 537.07ms 200 6K /javascripts/modernizr-2.0.js 5 +1.34s +732.01ms 612.92ms 200 8K /javascripts/octopress.js 2 +1.34s * +246.02ms 1.10s 200 38K /stylesheets/screen.css # 访问 / 路径 /usr/local/bin/nghttp -anv --no-verify https://server.weiyigeek.top/ # 访问 /video.html 路径 /usr/local/bin/nghttp -anv --no-verify https://server.weiyigeek.top/video.html
但经过作者测试，在访问验证 HTTP/2.0 自动推送时，建议通过主流的浏览器（Firefox、Google、Edge）进行访问 /video.html 路径时，可以更加直观的看到资源推送的效果。
温馨提示: 若 curl 版本够新支持--http2参数也是可以进行检查 ALPN 协商，例如：
$ curl -V curl 8.4.0 # 查看详细的 HTTP/2 信息 curl -i --http2 https://server.weiyigeek.top/video.html -k HTTP/2 200 server: nginx/1.29.0 date: Sat, 10 Jan 2026 15:20:55 GMT content-type: text/html content-length: 931 last-modified: Sat, 10 Jan 2026 04:51:37 GMT etag: "6961dad9-3a3" expires: Sat, 10 Jan 2026 16:20:55 GMT cache-control: max-age=3600 link: </css/style.css>; as=style; rel=preload, </videos/202403192224.mp4>; as=video; type=video/mp4; rel=preload link: </img/bg.png>; as=image; rel=preload cache-control: public, no-cache accept-ranges: bytes
步骤 05.查看 Nginx 访问日志，可以看到资源推送的效果，由下图可知即使 index.html 中未引入 css / js 文件也将主动推送，另外在 video.html 文件中未引入 css 以及 png 文件也是一并推送的。
至此，本文详细介绍了 HTTP/2.0 协议，和 Nginx 中 ngx_http_v2_module 模块指令参数，以及如何开启 HTTP/2.0 支持，并演示了其资源推送功能。
END
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