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為什么 HTTP/3 正在吞噬世界

來源: 責編: 時間:2023-10-16 17:08:51 379觀看
導讀超文本傳輸協(xié)議(HTTP)是互聯(lián)網(wǎng)的基石,有助于加載網(wǎng)頁、流式傳輸視頻以及為我們喜愛的應用程序獲取數(shù)據(jù)。去年,負責定義互聯(lián)網(wǎng)技術的互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(IETF)對該協(xié)議的新版本 HTTP/3 進行了標準化。此后,HTTP/3 和相關的 QUIC

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超文本傳輸協(xié)議(HTTP)是互聯(lián)網(wǎng)的基石,有助于加載網(wǎng)頁、流式傳輸視頻以及為我們喜愛的應用程序獲取數(shù)據(jù)。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

去年,負責定義互聯(lián)網(wǎng)技術的互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(IETF)對該協(xié)議的新版本 HTTP/3 進行了標準化。此后,HTTP/3 和相關的 QUIC 協(xié)議在公共網(wǎng)絡上迅速普及。具體數(shù)字取決于資料來源和測量方法,全球支持 HTTP/3 的網(wǎng)絡服務器和網(wǎng)絡的比例從 19% 到 50% 以上不等。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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由于谷歌和 Meta 等大公司都在大量使用這些新協(xié)議,我們可以有把握地說,目前大部分互聯(lián)網(wǎng)流量都已使用 HTTP/3krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在本文中將介紹 HTTP/3 解決了哪些問題、它的性能如何、為何能如此迅速地被采用,以及它仍在努力克服哪些限制。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

為什么需要 HTTP/3?

網(wǎng)絡協(xié)議描述了網(wǎng)絡上兩個實體(通常是用戶設備和網(wǎng)絡服務器)之間的數(shù)據(jù)通信方式。由于有許多不同的公司都在為網(wǎng)絡開發(fā)軟件,因此需要將協(xié)議標準化,以便所有這些軟件都能 "互操作",也就是說,它們都能相互理解,因為它們遵循相同的規(guī)則。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

實際上,我們并不使用單一協(xié)議,而是同時使用多個協(xié)議的組合,每個協(xié)議都有自己的職責和規(guī)則(圖 1)。這樣做的目的是讓事情變得靈活和可重復使用--無論你使用的是 Wi-Fi、有線電視還是 4G/5G,你都可以使用完全相同的 HTTP 邏輯。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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互聯(lián)網(wǎng)的許多原始協(xié)議都是在上世紀 80 和 90 年代標準化的,這意味著它們是根據(jù)當時的目標和限制而構建的。其中一些協(xié)議經(jīng)受住了時間的考驗,而另一些協(xié)議則開始顯出老態(tài)。大多數(shù)問題都通過變通方法和巧妙技巧得到了解決。不過,很明顯,有些東西必須改變。傳輸控制協(xié)議(TCP)尤其如此,它可以確保您的數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上可靠傳輸。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

為什么 TCP 協(xié)議不是當今網(wǎng)絡的最佳選擇

HTTP/1.1 和 HTTP/2 依靠 TCP 成功完成任務。在客戶端和服務器交換 HTTP 請求/響應之前,它們必須建立 TCP 連接。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

隨著時間的推移,人們一直在努力更新 TCP 并解決它的一些低效問題--TCP 仍然把網(wǎng)頁當作單個文件加載,而不是成百上千個單獨文件的集合。其中一些更新取得了成功,但大多數(shù)影響較大的更新(如 TCP 多路徑和 TCP 快速打開)需要近十年的時間才能在公共互聯(lián)網(wǎng)上實際使用。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

對 TCP 協(xié)議進行修改所面臨的主要挑戰(zhàn)是,互聯(lián)網(wǎng)上成千上萬的設備都有自己的 TCP 協(xié)議。這些設備包括手機、筆記本電腦和服務器,以及路由器、防火墻、負載平衡器和其他類型的 "中間件"。因此,如果我們想更新 TCP 協(xié)議,就必須等待所有這些設備中的很大一部分更新它們的實現(xiàn),而這實際上可能需要數(shù)年時間。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

QUIC 解決方案

這就成了一個問題,以至于最實際的辦法就是用一種全新的協(xié)議來取代 TCP。這種替代品就是 QUIC 協(xié)議,盡管許多人仍然(開玩笑地)把它稱為 TCP 2.0。這個昵稱是恰當?shù)模驗?QUIC 包含了許多與 TCP 相同的高級功能,但也有一些關鍵的變化。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

主要變化是 QUIC 與傳輸層安全(TLS)協(xié)議進行了大量整合。TLS 負責加密網(wǎng)絡上的敏感數(shù)據(jù),也就是 HTTPS 中的 S(安全)。使用 TCP 時,TLS 只對實際 HTTP 數(shù)據(jù)進行加密(圖 2)。對于 QUIC,TLS 還對 QUIC 協(xié)議本身的大部分內(nèi)容進行加密。這就意味著,在 TCP 中所有中間件都能看到(并且可以更改)的數(shù)據(jù)包編號和連接關閉信號等元數(shù)據(jù),現(xiàn)在只有 QUIC 中的客戶端和服務器才能看到。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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此外,由于 QUIC 進行了更廣泛的加密,因此更改它或添加新功能比 TCP 要容易得多--我們只需更新客戶端和服務器,因為中間件無論如何都無法解密元數(shù)據(jù)。這使得 QUIC 成為一個面向未來的協(xié)議,讓我們能夠更快地解決新的挑戰(zhàn)krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

QUIC 還具有許多其他與安全相關的功能,包括防御分布式拒絕服務 (DDoS) 攻擊,如防止放大和 RETRY 數(shù)據(jù)包。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

最后,與 TCP 相比,QUIC 還在效率和性能方面做了大量改進,包括更快的連接握手(見圖 3)、消除 "線頭阻塞 "問題、更好的丟包檢測/恢復以及處理用戶切換網(wǎng)絡的方法(我將在下一篇文章中詳細介紹)。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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我們不需要 HTTP/3,我們需要的是 QUIC

最初,有人試圖保留 HTTP/2,并進行最小程度的調(diào)整,以便我們也能在底層使用 QUIC(畢竟,這正是這些不同的合作和可重用協(xié)議的意義所在)。然而,QUIC 與 TCP 的差異顯然足以使其與 HTTP/2 不兼容。因此,人們決定為 QUIC 制作一個新版本的 HTTP,最終成為 HTTP/3。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

HTTP/3 與 HTTP/2 幾乎完全相同。它們的主要區(qū)別在于在 QUIC 或 TCP 基礎上對功能的技術實現(xiàn)。不過,由于 HTTP/3 可以使用 QUIC 的所有新功能,因此在加載網(wǎng)頁和流媒體視頻時,它的性能會更高。在實踐中,正是這一點促使 HTTP/3 迅速得到采用。krZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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