HTTP/3，它来了！

首先，我们先来介绍一下HTTP/2，HTTP/2通过二进制传输、多路复用、Header压缩、Server Push等特性大大地提升了HTTP/1.x的性能，但是由于HTTP/2是基于TCP协议实现的，TCP本身特性导致其必然存在一定的瓶颈及缺陷。

HTTP/2缺陷：

①Head-Of-Line Blocking(队头阻塞)：HTTP/2多个请求都是在一个TCP连接中进行的，如果TCP传输时出现丢包，那么整个TCP就要等待重传，这样就会导致该TCP连接中的所有请求被阻塞。举个例子，见下图：

 

从上图可以看到发送端一共发送了四包packet，其中packet 3在网络层丢失了，即使packet4被接收方的内核接收到，但因为在内核中其数据并不是连续的，导致接收端的应用层无法读取，只有等到packet3重传后，应用层才可以从内核中读取数据。

②TCP和TLS握手时延：

TCP协议需要通过三次握手来建立TCP连接确保通信的可靠性（1.5个RTT），

TLS_V1.2协议会在TCP协议之上通过四次握手建立TSL连接保证通信的安全性（2个RTT），HTTP协议会在TCP与TLS上发送请求并接收响应（1个RTT）。

这意味着,假如我们想要访问美国的服务器，RTT约为250ms时，那么此时HTTPS请求的耗时大概要为1s左右，这就比较高了。

③连接迁移需要重新连接：

一个TCP连接是由源IP地址、源端口、目标IP地址以及目标端口来确定的。这表示如果端口或者IP地址发生变动，就需要重新让TCP和TLS进行连接。这不适于设备切换网络的场景。

上面这三个问题其实都是TCP协议固有的问题，无论HTTP/2应用层怎样进行设计，都改变不了这些缺陷，要想解决其根本，就需要将传输层协议TCP更换为UDP，而HTTP 3.0就是这样做的！

我们知道UDP是一种简单、不可靠的传输协议。当然HTTP 3.0也不仅仅只是将传输协议由TCP替换为UDP，它还基于UDP在应用层实现一个叫作QUIC的协议，这个协议具有与TCP类似的连接管理、拥塞控制等特性，可以将UDP变得“可靠”。

下面介绍QUIC协议的优点：

①无队头阻塞：

QUIC使用的传输协议是UDP，其不关心数据包的顺序或者数据包丢失，但是 QUIC会保证数据包的可靠性，每个数据包都会有一个唯一标识，当某个stream的一个数据包丢失。这个stream的其他数据包即使到达了HTTP，也不会被读取，直到QUIC重传丢失的数据。

与HTTP/2不同的是其他stream不会因此受到影响。

②连接建立更快：

QUIC内部包含了TLS_V1.3，它在数据帧中会携带TLS里的信息。并且QUIC不需要像HTTP/2通过TCP+TLS握手，它的握手过程仅需要1RTT，握手的目的在于确认双方的连接ID。因此QUIC仅需一个RTT就可以同时完成连接建立与加密密钥。甚至它在第二次连接时，应用数据包可以与QUIC握手信息一并发送，达到0-RTT的效果。

③支持连接迁移：

QUIC协议没有用IP地址和端口来确定连接，而是通过连接ID来标记通信两端，即使设备的网络发生变化后，导致IP地址变化，只要仍保有上下文信息（例如连接ID、TLS信息），就可以无缝复用原连接。

HTTP 3.0 利用QUIC作为底层支撑协议，其融合UDP协议的速度、性能与TCP的安全可靠，解决了HTTP/2中引入的一些缺点，优化了互联网的传输体验。相信在未来HTTP 3.0的时代将会到来！

 

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