HTTP3.0(QUIC)协议 | 青训营

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功能介绍

QUIC全称:Quick UDP Internet Connections,是一种实验性传输层网络协议,提供与TLS/SSL相当的安全性,同时具有更低的连接和传输延迟。QUIC目前主要应用于http协议,基于QUIC的HTTP/3协议(RFC9114),除了拥有HTTP/2的各项优点,同时由于QUIC的特性,在弱网环境下拥有更强大的性能优势。QUIC由Google自研,2012年部署上线,2013年提交IETF,2021年5月,IETF推出标准版RFC9000。

QUIC的主要优势如下:

1、握手建连更快

QUIC建连时间大约0~1 RTT,在两方面做了优化:

  • 传输层使用了UDP,减少了1个RTT三次握手的延迟。
  • 加密协议采用了TLS 协议的最新版本TLS 1.3,相对之前的TLS 1.1-1.2,TLS1.3允许客户端无需等待TLS握手完成就开始发送应用程序数据的操作,可以支持1RTT和0RTT。

对于QUIC协议,客户端第一次建连的握手协商需1RTT,而已建连的客户端重新建连可以使用之前协商好的缓存信息来恢复TLS连接,仅需0RTT时间。因此QUIC建连时间大部分0RTT、极少部分1RTT,相比HTTPS的3RTT的建连,具有极大的优势。

2、避免队首阻塞的多路复用

QUIC同样支持多路复用,相比HTTP/2,QUIC的流与流之间完全隔离,互相没有时序依赖。如果某个流出现丢包,不会阻塞其他流的数据传输和应用层处理,所以这个方案并不会造成队首阻塞。

3、支持连接迁移

当你用手机使用蜂窝网络参加远程会议,当你把网络切换到WLAN时,会议客户端会立马重连,视频同时出现瞬间卡顿。这是因为,TCP采用四元组(包括源IP、源端口、目标地址、目标端口)标识一个连接,在网络切换时,客户端的IP发生变化,TCP连接被瞬间切断然后重连。连接迁移就是当四元组中任一值发生变化时,连接依旧能保持,不中断业务。QUIC支持连接迁移,它用一个(一般是64位随机数)ConnectionID标识连接,这样即使源的IP或端口发生变化,只要ConnectionID一致,连接都可以保持,不会发生切断重连。

4、可插拔的拥塞控制

QUIC是应用层协议,用户可以插拔式选择像Cubic、BBR、Reno等拥塞控制算法,也可以根据具体的场景定制私有算法。

5、前向纠错(FEC)

QUIC支持前向纠错,弱网丢包环境下,动态地增加一些FEC数据包,可以减少重传次数,提升传输效率。