浏览器原理 30 # HTTP/3

说明

浏览器工作原理与实践专栏学习笔记

HTTP/3 出现的背景

1999 年设计的 HTTP/1.1 已经不能满足需求，所以 Google 在 2009 年设计了基于 TCP 的 SPDY，后来 SPDY 的开发组推动 SPDY 成为正式标准，不过最终没能通过。不过 SPDY 的开发组全程参与了 HTTP/2 的制定过程，参考了 SPDY 的很多设计，所以我们一般认为 SPDY 就是 HTTP/2 的前身。无论 SPDY 还是 HTTP/2，都是基于 TCP 的，TCP 与 UDP 相比效率上存在天然的劣势，所以 2013 年 Google 开发了基于 UDP 的名为 QUIC 的传输层协议，QUIC 全称 Quick UDP Internet Connections，希望它能替代 TCP，使得 页传输更加高效。后经提议，互联 工程任务组正式将基于 QUIC 协议的 HTTP （HTTP over QUIC）重命名为 HTTP/3。

TCP 丢包状态

如果有一个数据因为 络故障或者其他原因而丢包了，那么整个 TCP 的连接就会处于暂停状态，需要等待丢失的数据包被重新传输过来。

随着丢包率的增加，HTTP/2 的传输效率也会越来越差。有测试数据表明，当系统达到了 2% 的丢包率时，HTTP/1.1 的传输效率反而比 HTTP/2 表现得更好。

TCP 建立连接的延时

络延迟又称为 RTT（Round Trip Time）：是反映 络性能的一个重要指标。

从浏览器发送一个数据包到服务器，再从服务器返回数据包到浏览器的整个往返时间称为 RTT。

HTTP/3 中的 QUIC 协议实现的功能：

1. 实现了类似 TCP 的流量控制、传输可靠性的功能
2. 集成了 TLS 加密功能
3. 实现了 HTTP/2 中的多路复用功能
4. 实现了快速握手功能：QUIC 是基于 UDP， 可以实现使用 0-RTT 或者 1-RTT 来建立连接

QUIC 协议的多路复用

和 TCP 不同，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（如下图）。

HTTP/3 的挑战

1. 从目前的情况来看，服务器和浏览器端都没有对 HTTP/3 提供比较完整的支持。

2.部署 HTTP/3 也存在着非常大的问题。

因为系统内核对 UDP 的优化远远没有达到 TCP 的优化程度，这也是阻碍 QUIC 的一个重要原因。

3.中间设备僵化的问题。

这些设备对 UDP 的优化程度远远低于 TCP，据统计使用 QUIC 协议时，大约有 3%～7% 的丢包率。

拓展

腾讯AlloyTeam：HTTP/3原理与实践

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