31｜HTTP/3：甩掉TCP、TLS 的包袱，构建高效网络

李兵

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该思维导图由 AI 生成，仅供参考

前面两篇文章我们分析了 HTTP/1 和 HTTP/2，在 HTTP/2 出现之前，开发者需要采取很多变通的方式来解决 HTTP/1 所存在的问题，不过 HTTP/2 在 2018 年就开始得到了大规模的应用，HTTP/1 中存在的一大堆缺陷都得到了解决。
HTTP/2 的一个核心特性是使用了多路复用技术，因此它可以通过一个 TCP 连接来发送多个 URL 请求。多路复用技术能充分利用带宽，最大限度规避了 TCP 的慢启动所带来的问题，同时还实现了头部压缩、服务器推送等功能，使得页面资源的传输速度得到了大幅提升。在 HTTP/1.1 时代，为了提升并行下载效率，浏览器为每个域名维护了 6 个 TCP 连接；而采用 HTTP/2 之后，浏览器只需要为每个域名维护 1 个 TCP 持久连接，同时还解决了 HTTP/1.1 队头阻塞的问题。
从目前的情况来看，HTTP/2 似乎可以完美取代 HTTP/1 了，不过 HTTP/2 依然存在一些缺陷，于是就有了 HTTP/3。和通常一样，介绍 HTTP/3 之前，我们先来看看 HTTP/2 到底有什么缺陷。
TCP 的队头阻塞虽然 HTTP/2 解决了应用层面的队头阻塞问题，不过和 HTTP/1.1 一样，HTTP/2 依然是基于 TCP 协议的，而 TCP 最初就是为了单连接而设计的。你可以把 TCP 连接看成是两台计算机之前的一个虚拟管道，计算机的一端将要传输的数据按照顺序放入管道，最终数据会以相同的顺序出现在管道的另外一头。

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HTTP/3是一种新的网络传输协议，旨在解决HTTP/2存在的一些缺陷。相比HTTP/2，HTTP/3采用了基于UDP的新传输协议QUIC，绕过了TCP的队头阻塞和连接建立延迟等问题，从而提高了传输效率并能更快地建立连接和传输数据。该协议集成了类似TCP的流量控制、传输可靠性、TLS加密功能以及HTTP/2中的多路复用功能，同时实现了快速握手功能。然而，HTTP/3在实际应用中面临着严峻的挑战，包括服务器和浏览器端对其支持不完整、系统内核对UDP的优化程度不足以及中间设备对UDP的优化程度低等问题。尽管HTTP/3解决了TCP带来的问题，但由于改动了底层协议，其推广仍会面临巨大挑战。未来，HTTP/3的标准制定、实践和协议优化仍需走很长一段路，而其增长速度也会比HTTP/2缓慢许多。HTTP/3的性能改进主要体现在解决了TCP的内部问题，提高了传输效率和连接速度。然而，其面临的挑战主要来自于应用支持不完整、部署问题以及中间设备的优化程度不足。

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有铭
我的看法：这些年但凡觉得TCP不满足自己需求的人，基本都是在UDP上重新“发明”一套自己的流控和包顺序控制算法。说白了吧，就是重新造轮子再做一个（自己认为）更好的TCP。只是这类型的协议，目前没有一个能真的威胁到TCP的，固然有老师说的TCP协议僵化存在的原因，但是我也在想：TCP就真的这么不堪吗
2019-10-17
4
16
splm
意思是H1.1到H2解决的队头阻塞，只是形式上的。因为这个问题本质上依旧没有解决，因为TCP特性就是这样的，是不是只要不摆脱TCP就意味着一直会有阻塞的问题？这个版本升级感觉更多的应该是减少长连接的个数，减少了带宽抢占，增加了资源优先级。而从H2到H3，骨子里就不想依赖TCP，使用UDP，并附上了TCP一些优秀特性，减少握手和增加可靠性。这是我对这几个版本迭代过程的理解。
2019-10-24
2
13
Jack.Huang
腾讯这篇文章讲http3，也讲的不错。https://mp.weixin.qq.com/s/iF0wbV5o7HVjGG_Cb-RcOg
2020-06-26

10
Geek_f74777
能翻墙的同学推荐可以看看Revisiting HTTP2 https://youtu.be/wR1gF5Lhcq0
2019-10-15
1
10
HucerF
非科班的看起来都比较舒服，讲解的不错
2020-06-17

8
刹那
之前看的一知半解，现在把tcp协议学习了之后发现看起来轻轻好多，果然基础很重要啊
2020-06-01

3
LearnAndTry
从http发展历程中也看到我们项目迭代的影子。有好的优化方案往往因为历史包袱久久不能落地。改动越接近底层推动难度越大。渐进式改动比较容易推行。
2020-05-12

3
xh
tcp2会使用二进制分针层将请求分成一个一个帧，它和tcp将请求分成一个一个包有什么区别？帧还会分成多个包吗
2022-01-20

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撒哈拉
http3 核心是要解决 TCP 数据包丢包严重时带来的性能问题。基于 UDP，添加一个 QUICK 层，实现 TCP 所拥有的优点，流量控制，拥塞控制，数据包重传等特性；集成TLS加密，能更快的握手，支持多路复用，一个连接传送多路数据，缩短握手时间
2021-11-15
1
1
neohope
很多时候，重新设计，比在现有设计上做优化，更容易，也会更优雅。但现实中经常遇到的是，推到重来的代价付不起，只能不断优化。希望最终可以推动TCP-IP整个协议族的进步，逐步从根源上解决问题。
2020-07-16

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