QUIC協(xié)議在天翼云CDN全站加速產(chǎn)品中的應用

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用

QUIC同樣支持多路復用，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)絡參加遠程會議，當你把網(wǎng)絡切換到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。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。

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)絡庫，例如：quic-go、ngtcp2、quiche、quant、kwik、aioquic、picoquic等。