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QUIC協(xié)議在天翼云CDN全站加速產(chǎn)品中的應(yīng)用

冬至子 ? 來源:郭**迎 ? 作者:郭**迎 ? 2023-05-23 14:52 ? 次閱讀

1、什么是QUIC協(xié)議

QUIC全稱:Quick UDP Internet Connections,是一種實驗性傳輸層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,提供與TLS/SSL相當?shù)陌踩?,同時具有更低的連接和傳輸延遲。QUIC目前的主要應(yīng)用于http協(xié)議,基于QUIC的HTTP/3協(xié)議(RFC9114),除了擁有HTTP/2的各項優(yōu)點,同時由于QUIC的特性,在弱網(wǎng)環(huán)境下?lián)碛懈鼜姶蟮男阅軆?yōu)勢。QUIC由Google自研,2012年部署上線,2013年提交IETF,2021年5月,IETF推出標準版RFC9000。

QUIC的主要優(yōu)勢如下:

1)握手建連更快

QUIC建連時間大約0~1 RTT,在兩方面做了優(yōu)化:

傳輸層使用了UDP,減少了1個RTT三次握手的延遲。

加密協(xié)議采用了TLS 協(xié)議的最新版本TLS 1.3,相對之前的TLS 1.1-1.2,3允許客戶端無需等待TLS握手完成就開始發(fā)送應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的操作,可以支持1 RTT和0RTT。

對于QUIC協(xié)議,客戶端第一次建連的握手協(xié)商需1-RTT,而已建連的客戶端重新建連可以使用之前協(xié)商好的緩存信息來恢復(fù)TLS連接,僅需0-RTT時間。因此QUIC建連時間大部分0-RTT、極少部分1-RTT,相比HTTPS的3-RTT的建連,具有極大的優(yōu)勢。

2)避免隊首阻塞的多路復(fù)用

QUIC同樣支持多路復(fù)用,相比HTTP/2,QUIC的流與流之間完全隔離的,互相沒有時序依賴。如果某個流出現(xiàn)丟包,不會阻塞其他流數(shù)據(jù)的傳輸和應(yīng)用層處理,所以這個方案并不會造成隊首阻塞。

3)支持連接遷移

什么是連接遷移?舉個例子,當你用手機使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)參加遠程會議,當你把網(wǎng)絡(luò)切換到WLAN時,會議客戶端會立馬重連,視頻同時出現(xiàn)一瞬間的卡頓。這是因為,TCP采用四元組(包括源IP、源端口、目標地址、目標端口)標識一個連接,在網(wǎng)絡(luò)切換時,客戶端的IP發(fā)生變化,TCP連接被瞬間切斷然后重連。連接遷移就是當四元組中任一值發(fā)生變化時,連接依舊能保持,不中斷業(yè)務(wù)。QUIC支持連接遷移,它用一個(一般是64位隨機數(shù))ConnectionID標識連接,這樣即使源的IP或端口發(fā)生變化,只要ConnectionID一致,連接都可以保持,不會發(fā)生切斷重連。

4)可插拔的擁塞控制

QUIC是應(yīng)用層協(xié)議,用戶可以插拔式選擇像Cubic、BBR、Reno等擁塞控制算法,也可以根據(jù)具體的場景定制私有算法。

5)前向糾錯(FEC)

QUIC支持前向糾錯,弱網(wǎng)丟包環(huán)境下,動態(tài)的增加一些FEC數(shù)據(jù)包,可以減少重傳次數(shù),提升傳輸效率。

2、QUIC協(xié)議在天翼云全站加速產(chǎn)品中的應(yīng)用

目前,天翼云全站加速產(chǎn)品已開放使用了七層協(xié)議的QUIC,其工作原理如下圖所示,主要應(yīng)用在客戶端與全站加速平臺邊緣節(jié)點的交互,主要適用于弱網(wǎng)環(huán)境下的傳輸優(yōu)化。

image.png

3、適用場景

如果您希望在弱網(wǎng)環(huán)境下?lián)碛懈叩男阅埽绺斓氖灼?、首包,更快的傳輸效率,可以使用QUIC接入全站加速平臺。

4、全站加速產(chǎn)品支持的QUIC類型

目前,天翼云全站加速產(chǎn)品同時支持IETF QUIC和GOOGLE QUIC,以方便不同的客戶接入。

?GOOGLE QUIC支持的版本號為Q043、Q046、Q050。

?IETF QUIC支持的版本號為h3-29和h3-v1,IETF QUIC是互聯(lián)網(wǎng)標準版本,強烈建議您使用IETF QUIC。

5、注意事項

如果您使用瀏覽器接入,請使用支持QUIC協(xié)議的瀏覽器,如Chrome、Microsoft Edge等。

如果您使用自研App接入,則App需要自行實現(xiàn)QUIC協(xié)議棧或者集成支持QUIC協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)庫,例如:quic-go、ngtcp2、quiche、quant、kwik、aioquic、picoquic等。

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