QUIC協(xié)議實(shí)現(xiàn)更快速的網(wǎng)絡(luò)傳輸
QUIC是由Google提出的基于UDP構(gòu)建的安全多路并發(fā)的傳輸層協(xié)議，代表了快速UDP Internet連接。作為一個(gè)新興的協(xié)議，QUIC具有非常大的勢能與效用。它通過改進(jìn)TCP協(xié)議的功能，重構(gòu)TLS（Transport Layer Security，即傳輸層安全）協(xié)議，以及吸收HTTP2的大部分特性，使其在網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性、安全性、并發(fā)性和快速性等方面做了很大提升。
QUIC支持加密層和傳輸層0RTT（Round-Trip Time，即往返時(shí)延）握手即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送，并且0RTT的成功率相比TLS的Session ticket要高很多。在QUIC連接里，數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送，而不用等待服務(wù)器握手完成。
QUIC最基本的傳輸單元是Packet（信息包），加密和認(rèn)證過程也是基于Packet。QUIC Stream之間又相互獨(dú)立，單個(gè)Stream的數(shù)據(jù)丟失不會影響其他的Stream.因此基于QUIC傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)，比如視頻，受到隊(duì)頭阻塞的影響很小。QUIC的擁塞控制實(shí)現(xiàn)了可插件形式，使用Packet Number代替TCP的sequence number，每個(gè)Packet Number都嚴(yán)格遞增。并且，QUIC在協(xié)議層面禁止Reneging，有效減少數(shù)據(jù)重傳的干擾。同時(shí)，它還提供更多的Ack塊，既能夠更加精準(zhǔn)地計(jì)算RTT，又能夠提供更加豐富的重傳信息。
與以往TCP連接不同的是，QUIC連接是以一個(gè)64位的隨機(jī)數(shù)作為ID來標(biāo)識。這樣即使IP或者端口發(fā)生變化時(shí)，只要ID不變，QUIC連接依然維持，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)和IP切換過程，用戶和業(yè)務(wù)將毫無感知。
騰訊云負(fù)載均衡率先支持QUIC協(xié)議
早在2016年，騰訊云便對QUIC協(xié)議的特性及性能做了一個(gè)全面的測試，測試結(jié)果證明QUIC的優(yōu)勢對比HTTP也較為突出。例如，在頁面元素比較少（12個(gè)元素）的情況下，相比HTTP提升9%，相比HTTP2提升42%，相比HTTPS提升52%；在頁面元素增多的情況下，相比HTTP提升36%，相比HTTP2提升47%，相比HTTPS提升64%。
用戶接入騰訊云CLB并使用QUIC協(xié)議時(shí)將通過如下步驟：
QUIC接入架構(gòu)
- 用戶側(cè)使用的各種請求，首先接入CLB；
- 請求到達(dá)CLB后，CLB使用ID負(fù)載均衡算法將請求轉(zhuǎn)發(fā)到CLB QUIC集群；非QUIC協(xié)議，使用用戶配置的各種負(fù)載均衡算法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；
- CLB針對請求進(jìn)行解析，如果需要私鑰計(jì)算（比如TLS完全握手），會將部分重要參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)到私鑰計(jì)算集群進(jìn)行高強(qiáng)度計(jì)算。如果需要查詢Session ID或者Server Config ID，會做一些緩存查詢。這樣能夠減少計(jì)算量，也能減少握手時(shí)間；
- CLB接下去會將QUIC/HTTP2/HTTPS協(xié)議統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成HTTP1.1請求。由于QUIC使用的是UDP協(xié)議，HTTP1.1使用的是TCP，UDP協(xié)議的內(nèi)容經(jīng)過轉(zhuǎn)換后會使用TCP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；
- 業(yè)務(wù)集群只需要處理HTTP1.1協(xié)議即可。如果是自定義的私有協(xié)議，騰訊云也支持TCP/UDP透明轉(zhuǎn)發(fā)，由業(yè)務(wù)自行處理。
目前，騰訊云已在包括QQ黃鉆頁面，游戲頁面在內(nèi)的多項(xiàng)內(nèi)部業(yè)務(wù)中驗(yàn)證了QUIC協(xié)議的性能數(shù)據(jù)。
Qzone QUIC頁面
如上圖所示，圖中紅色箭頭指向的綠色標(biāo)識表示該頁面使用了QUIC協(xié)議，可以看出灰度實(shí)驗(yàn)的效果也非常明顯。其中QUIC請求的首字節(jié)時(shí)間比http2平均減少326ms,性能提升約25%。此外，QUIC請求發(fā)出的時(shí)間比http2平均減少250ms，QUIC請求頁面加載完成的時(shí)間平均減少2s，由于整體頁面比較復(fù)雜，很多其它的資源加載阻塞，導(dǎo)致整體加載完成的時(shí)間約9s，性能提升比例約22%。
可以發(fā)現(xiàn)，用戶在通過QUIC協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)，即使網(wǎng)絡(luò)頁面元素較多，也將極大的提高頁面的加載進(jìn)度，從而有效降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)帶來的用戶體驗(yàn)不佳的風(fēng)險(xiǎn)。
騰訊云網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中心總監(jiān)劉穎表示，騰訊云會持續(xù)探索業(yè)界先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議并提供支持和優(yōu)化，以更安全、更快速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)助力用戶業(yè)務(wù)在云端實(shí)現(xiàn)增值創(chuàng)新。
