HTTP-并发/建连/连接迁移演进过程

一、 并发
● HTTP1.1
方式：
建立多个TCP连接，一个TCP处理一个HTTP请求。

优点：
每个TCP之间完全隔离，一个TCP处理一个请求不存在队头阻塞问题，一个TCP发生故障不影响其他TCP处理。
缺点：
1、 实现成本高。TCP是由操作系统内核实现的，如果通过多线程实现并发，并发线程数 不能太多，否则线程间切换成本会以指数级上升；如果通过异步、非阻塞socket实现并发，开发效率又太低。
2、 每个TCP连接与TLS回话都叠加了2-3个RTT的建链成本，增加了延迟。
3、 TCP连接有一个防止出现阻塞的慢启动流程，会对每一个TCP连接都产生减速效果。
4、 浏览器和服务器都会做相应的TCP连接限制，不能无限制的建立连接。

● HTTP2
方式：
多路复用，有序发送HTTP请求。

优点：

1. 同域名下所有的通信都在单个连接上完成，该连接可以承载任意数量的双向数据流。
2. 可以实现全速传输，新开一个TCP连接，传输速度需要慢慢提升。
   缺点：
   1、 HTTP2协议是基于TCP有序字节流实现，应用层的多路复用不能做到无序并发，在丢包时会出现队头阻塞问题。
   2、 当网络繁忙时，会增加丢包的概率，多路复用受到很大的限制，甚至效率可能还不及HTTP1.1。
   3、 前面两点都会出现队头阻塞问题，其根本原来还是在于TCP协议本身不具备并发处理的能力，多路复用只是处理了HTTP并发的传输，但是最终的处理还是由单个的TCP有序处理请求，TCP在单位时间里只能处理某一个请求，其中某一个请求发生异常都将影响到后续的请求。

● HTTP3
方式：
有序的QUIC Stream。

优点：
1、 QUIC基于UDP，原生支持并发处理。与HTTP2一样，同一条QUIC连接可以创建多个stream，来承载多个HTTP请求，但是QUIC连接上的多个stream之间没有依赖，中间的某一个请求出现丢包不会影响后面的stream。
2、 在移动端的良好支持，TCP是基于端口和IP去识别连接，在来回切换wifi时这种方式给用户的体验不是很友好。QUIC是通过ID的方式去识别一个连接，网络环境发生变化，只要ID不变，就能迅速重连。
二、 建连
● 1RTT
衡量网络建链的常用指标Round-Trip Time，RTT包含三部分：往返传播时延、网络设备内排队时延、应用程序数据处理时延

● TLS连接过程
TLSv1.2 握手过程基本都是需要四次，也就是需要经过 2-RTT 才能完成握手，然后才能发送请求，而 TLSv1.3 只需要 1-RTT 就能完成 TLS 握手。

● HTTP1.1/HTTP2
HTTP1.1与HTTP2连接过程一致，需要三次握手建立TCP连接，消耗1.5RTT。如果是HTTPS，那么还需要增加SSL/TLS的2个RTT。
开启TCP Fast open，且TLS是1.3是可以同时进行握手操作的。

● HTTP3
HTTP3建连可以区分为两种，首次连接和非首次连接。
首次连接客户端和服务端要使用1RTT进行密钥协商和数据传输过程。并且服务端会传递一个config包到客户端，里面包含服务端的公钥和配置，客户端会存储这个config，后续（非首次）连接可以直接使用，从而跳过1RTT，直接进行数据交互。
config有时间期限，失效之后仍然需要进行1RTT密钥交换。

三、 连接迁移
TCP
TCP协议使用的是五元组了标识一条连接，并且判断起唯一性。但是我们从4G环境切换到wifi环境时，手机的IP地址会发生变化，这时必须创建新的TCP连接才能进行数据传输。
QUIC
QUIC协议摒弃了五元组的方式，使用64维随机数作为连接ID。网络切换不会导致ID变化，连接依旧可用，提高了业务层的体验感。

参考文章：
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