HTTP发展史3

[lynhao]

经历了从HTTP/0.9到HTTP/2.0的蜕变,在实际场景大部分问题都可以得到解决,除了TCP队头阻塞这座大山还没有越过,TCP协议还存在一些其他问题

• TCP握手存在连接延时
  简称RTT,它受物理距离影响,当建立TCP连接时,需要跟服务器进行三次握手,这个过程就会消耗1.5个RTT,当还要进行TLS连接时,因为它有1.2和1.3两个版本,大概还会消耗1-2个RTT,如果浏览器跟服务器物理距离比较近1个RTT可能在10毫秒内,如果距离大可能要消耗30-40毫秒,那整个握手过程就是300-400毫秒
• 协调僵化
  之所以TCP协议存在队头阻塞没法改变,是因为有中间设备僵化因素存在, 互联网是由多个网络互联的网状结构,之间是通过搭建各种设备来保持互联,由于每种设备有很多类型,如:路由器,防火墙,NAT,交换机,他们一经使用就很少升级,如果在客户端升级了TCP协议,那当数据包经过这些设备时就会出现无法识别数据包内容而被丢弃,这是阻碍TCP更新一大障碍
  另外,除了设备僵化外,操作系统也是导致TCP协议僵化原因,因为TCP协议通过操作系统内核实现,想要自由更新内核中的TCP协议也是很麻烦
  解决方案

1. 改成UDP协议
   我们知道,UDP是一种无状态的传输协议,因为没有TCP的握手,重传,等机制,所以他的传输速度更快,但UDP不保证数据完整正确性和顺序,所以他并不适合所有场景
2. 绕过TCP和UDP开启一个新的协议
   同样面临这个协调中间设备和操作系统僵化的问题
   3.采取折衷方式--QUIC(UDP)
   但他不是完完整整UDP协议, 加入了TCP中的多路数据流,传输可靠性等功能,我们把它称作QUIC协议
   
   可以看到: HTTP/3.0在UDP协议和QUIC在协议中间加入了TCP多路复用功能,TLS加密减少握手时间花费的RTT个数(0-RTT或者1-RTT),有序交付,快速握手,数据可靠性等新特性
   但和TCP不同在于,旧的多路复用只有一个TCP长连接,而QUIC实现了在同一物理连接上可以有多个独立的逻辑数据流,实现了数据传输的独立性,从而解决了TCP数据包级别出现的队头阻塞问题
   
   当然,由于目前HTTP/3.0还没广泛应用在现实场景,谷歌实现QUIC的版本跟官方差异较大,且部署HTTP/3.0也存在很多问题,因为系统内核对UDP的优化远没有到达TCP的优化程度,目前QUIC协议丢包率大约在3%-7%,因为中间设备僵化导致的
   但我们相信未来HTTP/3.0一定可以成为主流的接近完美协议,HTTP发展史到这里就完结了。

以上内容均来自李兵老师的"浏览器工作原理与实践"专栏整理出来