10、HTTP/3有了解过吗？【中高频】

• HTTP/2 虽然具有多个流并发传输的能力，但是传输层是 TCP 协议，依然存在缺陷：

  • 队头阻塞，HTTP/2 是基于 TCP 协议来传输数据的，TCP 是字节流协议，TCP 层必须保证收到的字节数据是完整、连续的，当「前 1 个字节数据」没有到达时，后收到的字节数据只能存放在内核缓冲区里，只有等到这 1 个字节数据到达时，这些数据才会作为一个整体发送给应用层，这就是 HTTP/2 队头阻塞问题。

  • TCP 和 TLS 握手时延，TCP 三次握手和 TLS 四次握手，共有 3-RTT 的时延；

    

  • 连接迁移需要重新连接。我们是基于四元组（源 IP、源端口、目的 IP、目的端口）来确认一条 TCP 连接的，那么网络环境变化后，就会导致 IP 地址或端口变化，于是 TCP 只能断开连接，然后在新的网络环境中重新建立连接，造成了时间成本

• 为了解决TCP的问题，HTTP/3 就在传输层 改用 UDP，并基于 UDP 在「应用层」实现了 QUIC 协议，来保证数据的可靠传输。

  QUIC 协议的特点：

  • 无队头阻塞：QUIC 连接上的多个 Stream 之间是分离的，互相独立的，QUIC 能够正确区分。某个流发生丢包了，只会影响该流，其他流不受影响；

    

    • 对于HTTP/2，如果一个B丢失了，那么之后到来的A和C都不能正确接收了，只有等这个缺失的B到来后，才会将ABC统一发给HTTP层
    • 对于HTTP/3，如果一个B丢失了，QUIC会正常接收之后的A和C，并把它们交给HTTP/3层，无需等待这个缺失的B到来

  • 建立连接速度快，因为 QUIC 内部包含 TLS 1.3，建立连接和密钥协商只需要1个RTT。当HTTP/3 第二次连接时，有效负载数据与第一个数据包一起发送，可以做到 0-RTT

    

    

  • 连接迁移：QUIC 协议 没有使用四元组，而是使用 连接 ID 来标记通信的两端，客户端和服务器可以各自选择一组 ID 来标记自己，因此即使移动设备的 IP 地址变化了，只要仍保有上下文信息（比如连接 ID、TLS 密钥等），就可以复用原连接，不再需要重新建立连接；

• 帧格式变化：

  HTTP/3 同 HTTP/2 一样采用二进制帧的结构，不同的地方在于 HTTP/2 的二进制帧里需要定义 Stream，而 HTTP/3 自身不需要再定义 Stream，直接使用 QUIC 里的 Stream ，所以HTTP/3 的帧格式就非常简单

  

• 头部压缩算法：

  HTTP/3 在头部压缩算法这一方面也做了升级，升级成了 QPACK。 QPACK 也采用了静态表、动态表及 Huffman 编码。

  • 对于静态表的变化，HTTP/2 中的 HPACK 的静态表只有 61 项，而 HTTP/3 中的 QPACK 的静态表扩大到 91 项。
  • 对于动态表的变化，当编码方的更新动态表的请求出现丢包的时候，解码方动态表就不能及时更新，从而无法正确解码下一个报文。而QPACK专门设置了两个单向流，一条用于编码方 向 解码方 发送请求，另一条用于 解码方 发送更新完成的响应。在收到响应之后，编码方才会发送下一个报文。这样就保证在下一次请求发送之前，解码方的动态表已经完成了更新。