谷歌浏览器访问 QUIC 实践

文分享自天翼云开发者社区《谷歌浏览器访问QUIC实践》.作者：林****娟

一、背景信息：

QUIC 由 Google 自研，2012 年部署上线，2013 年提交 IETF，2021 年 5 月，IETF 推出标准版 RFC9000。Google 推出的 QUIC 被称为 GQUIC，IETF 制定的 QUIC 称为 IQUIC。

QUIC 的主要优势如下：

1、握手建连更快

QUIC 建连时间大约 0~1 RTT，在两方面做了优化：

1）传输层使用了 UDP，减少了 1 个 RTT 三次握手的延迟。

2）加密协议采用了 TLS 协议的最新版本 TLS 1.3，相对之前的 TLS 1.1-1.2，TLS1.3 允许客户端无需等待 TLS 握手完成就开始发送应用程序数据的操作，可以支持 1 RTT 和 0RTT。

对于 QUIC 协议，客户端第一次建连的握手协商需 1-RTT，而已建连的客户端重新建连可以使用之前协商好的缓存信息来恢复 TLS 连接，仅需 0-RTT 时间。因此 QUIC 建连时间大部分 0-RTT、极少部分 1-RTT，相比 HTTPS 的 3-RTT 的建连，具有极大的优势。

2、避免队首阻塞的多路复用

QUIC 同样支持多路复用，相比 HTTP/2，QUIC 的流与流之间完全隔离的，互相没有时序依赖。如果某个流出现丢包，不会阻塞其他流数据的传输和应用层处理，所以这个方案并不会造成队首阻塞。

3、支持连接迁移

当你用手机使用蜂窝网络参加远程会议，当你把网络切换到 WLAN 时，会议客户端会立马重连，视频同时出现瞬间卡顿。这是因为，TCP 采用四元组（包括源 IP、源端口、目标地址、目标端口）标识一个连接，在网络切换时，客户端的 IP 发生变化，TCP 连接被瞬间切断然后重连。连接迁移就是当四元组中任一值发生变化时，连接依旧能保持，不中断业务。QUIC 支持连接迁移，它用一个（一般是 64 位随机数）ConnectionID 标识连接，这样即使源的 IP 或端口发生变化，只要 ConnectionID 一致，连接都可以保持，不会发生切断重连。

4、可插拔的拥塞控制

QUIC 是应用层协议，用户可以插拔式选择像 Cubic、BBR、Reno 等拥塞控制算法，也可以根据具体的场景定制私有算法。

5、前向纠错（FEC）

QUIC 支持前向纠错，弱网丢包环境下，动态的增加一些 FEC 数据包，可以减少重传次数，提升传输效率。

二、适用场景

1、图片业务：可降低图片加载时间。

2、短视频业务：可提升视频秒开率，并且降低弱网环境卡顿率。

3、直播业务：可提升播放稳定性，降低因网络波动带来的卡顿率。

三、使用谷歌浏览器访问 QUIC 实战

1、谷歌浏览器发起 QUIC 步骤

QUIC 属于双边协议，需要客户端同步支持。可以使用 Chrome 浏览器来访问 QUIC 网站，或者使用基于 Chrome 内核的浏览器。目前较新版本的 chrome 浏览器已默认开启 QUIC。

一般情况下，Chrome 浏览器和服务器端协商使用 QUIC 协议要经过如下步骤：

1）首次访问，客户端发出正常的 TCP 请求

2）服务端如果支持 QUIC，会通过响应头部返回 alt-svc 头部告知浏览器自己支持 QUIC 及版本号

3）下次访问，客户端同时发起 TCP 连接和 QUIC 连接竞速

4）一旦 QUIC 竞速连接获胜，则后续会采用 QUIC 协议发送请求

5）如遇网络或服务器不支持 QUIC，客户端标记 QUIC 为 broken

6）传输中的 QUIC 请求立即用 TCP 重发

7）5min 后尝试重试 QUIC，下一次尝试增大到 10min

8）一旦再次成功采用 QUIC 并把 broken 标记取消

2、如何判断一个网站是否支持 QUIC 呢？

可以通过服务器返回的响应头部来判断，当出现响应头部返回 alt-svc 时，即表示该网站支持 QUIC。

示例：alt-svc:h3=":443"; ma=2592000

该行的含义是服务器在 443 端口开启了 QUIC，最大缓存时间是 2592000 秒（30 天），支持的 QUIC 版本 IQUIC。

3、查看是否正常使用 QUIC

当访问支持 QUIC 的网站时，可以打开开发者工具（快捷键 F12），在 Protocol 列可以查看其具体的协议，如下图所示：

这里显示的 h3 表示采用的是 IQUIC。

备注：如果没有 Protocol 列，右键点击 Header Options，勾选 Protocol 列即可。