quic初探

近年来,随着固网宽带以及移动互联网的快速发展,以及5g时代的加速，视频直播行业迎来新的巨大商机,各种视频直播平台如雨后春笋般的涌现。然而当大量用户同时在线访问时,极致高清、无卡顿的视频直播体验成为大家的一致诉求。

而quik能够帮助互联网内容服务商实现更快的连接建立、弱网环境抗丢包、切换网络无需重新连接等等特性,可以帮助直播平台轻松解决卡顿、首屏时间太长等问题。

那就让我们对它有个初步的了解8⃣️

quic是什么❓

”QUIC（快速UDP网络连接）是一种实验性的网络传输协议，由Google开发，该协议旨在使网页传输更快 “

“QUIC提高了目前使用TCP的面向连接的网络应用程序的性能。它通过使用用UDP在两个端点之间创建若干个多路连接来实现这一目标，其目的是为了在网络层淘汰TCP，以满足许多应用的需求”

-- 维基百科

quic的目标

QUIC与HTTP/2的多路复用连接协同工作，允许多个数据流独立到达所有端点，因此不受涉及其他数据流的丢包影响。

• 相反，HTTP/2创建在传输控制协议上，如果任何一个TCP数据包延迟或丢失，所有多路数据流都会遭受队头阻塞延迟。 （head-of-line-blocking）

低连接和传输时延，以及每个方向的带宽]估计以避免拥塞

• 拥塞控制移动到了两个端点的用户空间，而不是内核空间，使得算法得到更苦熬的改进
• 前向纠错，进一步提高预期错误的性能

-- 维基百科

quic快在哪里

连接快 faster handshakes

延迟小 earlier data

网络切换性能好 connection-

迭代快，应用层改进快

• 前向纠错
• 改进的拥塞控制

quic为啥快

tcp的慢

• 三次握手
• 防止拥塞慢启动
• 丢包导致的对头阻塞

为啥快❗️

• 减少往返次数RTT,缩短连接建立时间⌚️： 缓存对方的信息
• 连接多路复用，且采用独立数据流避免丢包阻塞
• 使用前行纠错恢复丢失的包，减少超时重传
• 连接保存连接标志符，网络迁移连接快

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quic为什么不是发明新的协议，而是基于UDP❓

1）新的协议需要的代价高

2）选择udp的出发点

• 避免 ossification（僵化）：QUIC 协议加密负载，也是避免协议僵化一种方式，比如当中间层处理 UDP 数据时，只需要按照数据包的方式去处理即可，不需要去关注内部层的具体信息。
• 放弃改进 TCP 本身
• 创新方向：QUIC 是由谷歌提出的，所以 UDP 是以浏览器为出发点，从协议、从浏览器方向来进行创新

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quik的挑战

针对tcp改进，所以大多挑战也是udp面临的

安全问题，反射攻击，伪造了原地址

• QUIC 握手过程是不对称的，特别是第一次请求时，客户端只需要发送几个字节的信息到服务器，而服务器则需要把证书等很多东西返还给客户端，这个不对称的机会造成了放大。

开源quik

• quiche：这个是用·Rust 做的库，通过 Nginx 调用。
• google 自己的库也叫 quiche，C++写的。
• ATS：Apache Traffic Server
• golang：Caddy
• python+C： aioquic
• 微软： msquic

总结

• 利用缓存，显著减少连接建立时间
• 改善拥塞控制，拥塞控制从内核空间到用户空间
• 没有 head of line阻塞的多路复用
• 前向纠错，减少重传
• 连接平滑迁移，网络状态的变更不会影响连接断线

参考文献

唱吧前端：了解 QUIC

QUIC

HTTP/3 - HTTP over QUIC is the next generation by Daniel Stenberg

又拍云 ｜QUIC/HTTP3 协议简析

https://halfrost.com/ |本站开始支持 QUIC

https://www.slideshare.net/apnic/a-new-internet-introduction-to-http2-quic-and-doh

HTTP/3 Deep Dive

http://science.china.com.cn/2019-11/07/content_40951189.htm