一文了解HTTP3.0比HTTP2.0強(qiáng)在哪里

　　首先，我們先來(lái)介紹一下HTTP2.0傳輸協(xié)議，HTTP2.0傳輸協(xié)議通過(guò)二進(jìn)制傳輸、多路復(fù)用、Header壓縮、Server Push等特性大大地提升了HTTP1.x的性能，但是由于HTTP2.0傳輸協(xié)議是基于TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，TCP本身特性導(dǎo)致其必然存在一定的瓶頸及缺陷。

　　HTTP2.0缺陷：

　?、貶ead-Of-Line Blocking(隊(duì)頭阻塞)：HTTP2.0傳輸協(xié)議多個(gè)請(qǐng)求都是在一個(gè)TCP連接中進(jìn)行的，如果TCP傳輸時(shí)出現(xiàn)丟包，那么整個(gè)TCP就要等待重傳，這樣就會(huì)導(dǎo)致該TCP連接中的所有請(qǐng)求被阻塞。舉個(gè)例子，見(jiàn)下圖：

　　從上圖可以看到發(fā)送端一共發(fā)送了四包packet，其中packet 3在網(wǎng)絡(luò)層丟失了，即使packet4被接收方的內(nèi)核接收到，但因?yàn)樵趦?nèi)核中其數(shù)據(jù)并不是連續(xù)的，導(dǎo)致接收端的應(yīng)用層無(wú)法讀取，只有等到packet3重傳后，應(yīng)用層才可以從內(nèi)核中讀取數(shù)據(jù)。

　?、赥CP和TLS握手時(shí)延：

　　TCP協(xié)議需要通過(guò)三次握手來(lái)建立TCP連接確保通信的可靠性(1.5個(gè)RTT)，TLS_V1.2協(xié)議會(huì)在TCP協(xié)議之上通過(guò)四次握手建立TSL連接保證通信的安全性(2個(gè)RTT)，HTTP協(xié)議會(huì)在TCP與TLS上發(fā)送請(qǐng)求并接收響應(yīng)(1個(gè)RTT)。

　　這意味著,假如我們想要訪問(wèn)美國(guó)的服務(wù)器，RTT約為250ms時(shí)，那么此時(shí)HTTPS請(qǐng)求的耗時(shí)大概要為1s左右，這就比較高了。

　?、圻B接遷移需要重新連接：

　　一個(gè)TCP連接是由源IP地址、源端口、目標(biāo)IP地址以及目標(biāo)端口來(lái)確定的。這表示如果端口或者IP地址發(fā)生變動(dòng)，就需要重新讓TCP和TLS進(jìn)行連接。這不適于設(shè)備切換網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景。

　　上面這三個(gè)問(wèn)題其實(shí)都是TCP協(xié)議固有的問(wèn)題，無(wú)論HTTP/2應(yīng)用層怎樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，都改變不了這些缺陷，要想解決其根本，就需要將傳輸層協(xié)議TCP更換為UDP，而HTTP 3.0就是這樣做的!

　　我們知道UDP是一種簡(jiǎn)單、不可靠的傳輸協(xié)議。當(dāng)然HTTP 3.0也不僅僅只是將傳輸協(xié)議由TCP替換為UDP，它還基于UDP在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)一個(gè)叫做QUIC的協(xié)議，這個(gè)協(xié)議具有與TCP類(lèi)似的連接管理、擁塞控制等特性，可以將UDP變得“可靠”。

　　下面介紹QUIC協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)：

　　①無(wú)隊(duì)頭阻塞：

　　QUIC使用的傳輸協(xié)議是UDP，其不關(guān)心數(shù)據(jù)包的順序或者數(shù)據(jù)包丟失，但是QUIC會(huì)保證數(shù)據(jù)包的可靠性，每個(gè)數(shù)據(jù)包都會(huì)有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)，當(dāng)某個(gè)stream的一個(gè)數(shù)據(jù)包丟失。這個(gè)stream的其他數(shù)據(jù)包即使到達(dá)了HTTP，也不會(huì)被讀取，直到QUIC重傳丟失的數(shù)據(jù)。

　　與HTTP/2不同的是其他stream不會(huì)因此受到影響。

　　②連接建立更快：

　　QUIC內(nèi)部包含了TLS_V1.3，它在數(shù)據(jù)幀中會(huì)攜帶TLS里的信息。并且QUIC不需要像HTTP/2通過(guò)TCP+TLS握手，它的握手過(guò)程僅需要1RTT，握手的目的在于確認(rèn)雙方的連接ID。因此QUIC僅需一個(gè)RTT就可以同時(shí)完成連接建立與加密密鑰。甚至它在第二次連接時(shí)，應(yīng)用數(shù)據(jù)包可以與QUIC握手信息一并發(fā)送，達(dá)到0-RTT的效果。

　?、壑С诌B接遷移：

　　QUIC協(xié)議沒(méi)有用IP地址和端口來(lái)確定連接，而是通過(guò)連接ID來(lái)標(biāo)記通信兩端，即使設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化后，導(dǎo)致IP地址變化，只要仍保有上下文信息(例如連接ID、TLS信息)，就可以無(wú)縫復(fù)用原連接。

　　HTTP 3.0 利用QUIC作為底層支撐協(xié)議，其融合UDP協(xié)議的速度、性能與TCP的安全可靠，解決了HTTP 2.0中引入的一些缺點(diǎn)，優(yōu)化了互聯(lián)網(wǎng)的傳輸體驗(yàn)。相信在未來(lái)HTTP 3.0的時(shí)代將會(huì)到來(lái)!