基于 QUIC 协议的 HTTP/3 正式发布

作者 | 褚杏娟

6 月 6 日，IETF QUIC 和 HTTP 工作组成员 Robin Marx 宣布，经过 5 年的努力，HTTP/3 被标准化为 RFC 9114，这是 HTTP 超文本传输协议的第三个主要版本。同时，HTTP/2 也更新为 RFC 9113 标准，HTTP/1.1 和通用 HTTP 语义和缓存概念在 RFC 9110-9112 中也得到了加强。

HTTP/3 采用了谷歌多年探索的基于 UDP 的 QUIC 协议，原名叫 HTTP-over-QUIC，在 2018 年被 IETF 批准更名为 HTTP/3。目前，Cloudflare、Google Chrome、Firefox Nightly 均表示支持 HTTP/3。

HTTP/1.1 使用空格分隔的文本字段来传递 HTTP 消息。虽然这些交换是人类可读的，但使用空格进行消息格式化会导致解析复杂性和对变体行为的过度容忍。HTTP/1.1 不包含多路复用层，因此经常使用多个 TCP 连接来并行处理请求。然而，这对拥塞控制和网络效率有负面影响。

到了 HTTP/2，引入了二进制帧和多路复用层，在不修改传输层的情况下改善了延迟。但是，由于 HTTP/2 多路复用的并行特性对 TCP 的丢失恢复机制不可见，因此丢失或重新排序的数据包会导致所有活动事务都经历停顿，无论该事务是否直接受到丢失数据包的影响。

为了解决 HTTP/2 中存在的队头阻塞问题，HTTP/3 不再基于 TCP 建立，而是基于 Google 提出基于 UDP 实现的开源协议 QUIC，使用 stream 进一步扩展了 HTTP/2 的多路复用，并在阻塞控制、头部压缩等方面做了提升。

QUIC 是一种通用传输协议，与 TCP 非常相似，除了 HTTP 和网页加载之外，它还可以并且将用于更多场景，例如 DNS、SSH、SMB、RTP 等都可以在 QUIC 上运行。

那么，QUIC 究竟是如何改进 TCP 的呢？根据 Marx 介绍，主要可归结为四个方面：QUIC 与 TLS 深度集成、QUIC 支持多个独立的字节流、QUIC 使用连接 ID、QUIC 使用帧（frame）。为了更容易部署， QUIC 运行在 UDP 协议之上（大多数网络设备也支持），默认情况下几乎完全加密并使用灵活的帧机制。