HTTP/3:让传输效率再一次起飞

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HTTP/3:让传输效率再一次起飞
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本文为《三万长文50+趣图带你领悟web编程的内功心法》第七个章节。

7、HTTP/3

HTTP/2还在草案的时候,Google又发现新的问题了,那就是由于HTTP/2依赖于TCP,TCP有什问题,HTTP/2也就会有什么问题:

  • TCP最主要的问题还是队头阻塞问题:队头阻塞问题在应用层解决了,但是在TCP协议层并没有解决;

  • 另外,因为都是复用一个TCP连接了,如果TCP拥塞窗口设置不合理,会导致性能急剧下降。

后来Google发明了gQUIC(Quick UDP Internet Connection)协议。

7.1、QUIC

QUIC是最初由Google开发的一种传输层网络协议,在QUIC协议中,传输层用UDP替换掉了TCP,并在用户空间实现了一套拥塞控制算法,从而避免了TCP的队头阻塞问题。

在UDP之上,QUIC实现了连接管理、拥塞窗口、流量控制等。

后来IETF HTTP和QUIC工作组主席Mark Nottingham提出了正式请求,将HTTP-over-QUIC重命名为HTTP/3。

HTTP / 3使用与HTTP/1.1和HTTP/2相同的语义最本质的区别是底层用了QUIC传输协议协议,以及采用类似于HTTP/2的内部成帧层提供HTTP语义的传输。

HTTP3最新进展:截止到2020年8月,HTTP/3协议已经成为Internet草案,并且具有多种实现方案,前1000万个网站中有6.7%支持HTTP / 3。在浏览器方面,Firefox和Chrome稳定版本都支持HTTP/3,但是默认情况下是禁用的,Safari 14将默认启用HTTP/3。

7.2、HTTP/3整体介绍

由于HTTP/3还处于草案阶段,这里只对HTTP/3功能更做一个整体的介绍,下面是整体的架构图:

HTTP/3:让传输效率再一次起飞

  • 底层采用了UDP,通过在用户空间的QUIC协议保证了传输的可靠性;

  • 引入了Connection ID,不再需要向TCP那样基于IP和端口进行绑定连接,支持连接迁移,也就是说,从移动网络,切换到WIFI,可以继续使用同一个连接;

  • 头部压缩算法由HPACK替换为了QPACK,以便能够支持乱序发送,优化压缩率;

  • QUIC包含了一个内嵌的TLS1.3,因此支持1-RTT快速建立连接;

7.3、发展进程

据统计,目前,前1000万个网站中有6.7%支持HTTP / 3。在浏览器方面,Firefox和Chrome稳定版本都支持HTTP/3,但是默认情况下是禁用的,Safari 14将默认启用HTTP/3。

想进一步了解,可以阅读最新的发布于2020年8月14日的HTTP/3草案:Hypertext Transfer Protocol Version 3 (HTTP/3)[4]


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References

[1]Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.0 RFC 1945. Retrieved from https://datatracker.ietf.org/doc/rfc1945/

[2]HypertextTransferProtocol--HTTP/1.1 2068. Retrieved from https://tools.ietf.org/html/rfc2068

[3]Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1 2616. Retrieved from https://tools.ietf.org/html/rfc2616

[4]Hypertext Transfer Protocol Version 3 (HTTP/3). Retrieved from https://quicwg.org/base-drafts/draft-ietf-quic-http.html

[5]CONNECT. Retrieved from https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Methods/CONNECT

[6]HTTP Headers. Retrieved from https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Headers

[7]HTTP. MDN web docs. Retrieved from https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP

[8]List of HTTP status codes. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HTTP_status_codes

[9]https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Status. Retrieved from https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Status

[10]两万字长文50+张趣图带你领悟网络编程的内功心法-TCP特点. Retrieved from https://www.itzhai.com/network/comprehend-the-underlying-principles-of-network-programming.html#4-2-2%E3%80%81TCP%E7%89%B9%E7%82%B9

[11]技术干货:HTTP/2 之服务器推送 (Server Push) 最佳实践. Retrieved from https://www.infoq.cn/article/qYdN85t4G4dL4vBAe3N2

[12]: 《HTTP权威指南》第17章 内容协商与转码. 人民邮电出版社. P413

[13]两万字长文50+张趣图带你领悟网络编程的内功心法-TCP连接管理. Retrieved from https://www.itzhai.com/network/comprehend-the-underlying-principles-of-network-programming.html#4-2-3、连接管理

[14]: 《HTTP权威指南》 第六章 代理

[15]: 《HTTP权威指南》 第八章 集成点:网关、隧道及中继

[16]Module ngx_http_upstream_module. Retrieved from http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_upstream_module.html#keepalive

[17]161 Cipher Suites. Retrieved from https://ciphersuite.info/cs/?software=openssl&singlepage=true

[18]HTTP/2 简介. Retrieved from https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/http2


  • 谢希仁. 计算机网络(第6版). 电子工业出版社.

  • TCP/IP详解 卷1:协议(原书第2版). 机械工业出版社.

  • UNIX网络编程 卷1:套接字联网API. 人民邮电出版社

  • HTTP权威指南. 人民邮电出版社

  • HTTP/2基础教程. 人民邮电出版社

  • 刘超. 趣谈网络协议. 极客时间

  • 罗剑锋. 透视HTTP协议. 即可时间



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