QUIC
QUIC
什么是 QUIC？
QUIC(Quick UDP Internet Connections)，快速 UDP 网络连接。QUIC 由 Google 实现于 2013 年，是一种网络传输协议，旨在提升网络传输速度。2015 年，QUIC 被提交到 IETF，目标是成为下一代的正式网络规范，2018 年，HTTP over QUIC 被 IETF 重命名为 HTTP/3。
在 UDP 之上，QUIC 实现了类似 TCP 的丢失重传机制，QUIC 传输以数据包级报头发送，并对每个包增加了单调递增的数据包号来代表传输顺序，当检测到必要帧丢失时，QUIC 会将必要帧绑定到新数据包重发。QUIC 对报文头部和数据也都进行了加密，且建联时改进使用了 DH 密钥交换算法，在防劫持方面也具有一定优势。
QUIC 是在应用层实现的协议，可以很灵活的切换各种协议状态，而不需要在内核中增加 socket 的 netFamily 的族群，在传输层增加逻辑。
相较于传统的 HTTP + TCP，QUIC 还具有多项改进网络传输的优势，其部分优势如图 2 所示。
QUIC 目前分为 gQUIC 与 iQUIC 两种，gQUIC 即为最初的 Google QUIC，而 iQUIC 是后来 IETF 制定的通用传输协议是提供给 HTTP3 的，gQUIC 应用更广泛。
相较 iQUIC 而言，gQUIC 目前的应用较为普遍、成熟，如 Cadddy 支持 gQUIC，客户端还有 Chromium 的 Net 库 Cronet 也可以支持 gQUIC，包括 ExoPlayer 等三方库也都提供了对于 gQUIC 的扩展支持。目前来看，选择 gQUIC 对于渴望改善网络传输情况的开发者来说，在接入成本和接入效率上具有优势。
QUIC 特性
实现了类似 TCP 的流量控制、传输可靠性的功能
UDP 不提供可靠性的传输，但 QUIC 在 UDP 的基础上增加了一层来保证数据可靠性传输，它提供了数据包重传、拥塞控制以及其他一些 TCP 中存在的特性。
QUIC 协议的改进：
- 可插拔 应用程序层面就能实现不同的拥塞控制算法
- 单调递增的 Packet Number 使用 Packet Number 替代了 TCP 的 seq
- 不允许 Reneging 一个 Packet 只要被 ACK，就认为它一定被正确接收
- 前向纠错（FEC）
- 更多的 ACK 块和增加 ACK Delay 时间
- 基于 Stream 和 Connection 级别的流量控制
实现了 0-RTT 快速握手功能
由于 QUIC 是基于 UDP 协议的，根本就不需要握手和挥手。所以 QUIC 可以实现使用 0-RTT 或 1-RTT 来建立连接。QUIC 可以用更快的速度来发送和接收数据，可以大大提高首次打开页面的速度。0-RTT 建立连接可以说是 QUIC 相比 HTTP2 最大的性能优势。
集成了 TLS 功能
目前 QUIC 使用的是 TLS1.3，相比较于早期版本的 TLS1.3 有更多的优点，最重要的一点是减少了握手所花费的 RTT 个数。
在完全握手情况下，需要 1-RTT 建立连接，TLS1.3 恢复会话可以直接发送加密后的应用数据，不需要额外的 TLS 握手，也就是 0-RTT。但是 TLS1.3 的 0-RTT 无法保证前向安全性 (Forward secrecy)，要缓解该问题可以通过设置使得与 SessionTicket Key 相关的 DH 静态参数在短时间内过期（一般几个小时）
无对头阻塞的多路复用，彻底解决 TCP 队头阻塞的问题
和 TCP 不同，QUIC 实现了在同一物理连接上可以有多个独立的逻辑数据流。实现了数据流的单独传输，就解决了 TCP 中队头阻塞的问题。
连接迁移
TCP 用四元组（客户端 IP、端口、服务器 IP、端口）确定一个连接，而 QUIC 是让客户端生成一个 ConnectionID(64 位) 来区别不同连接，只要 ConnectionID 不变，连接就不需要重新建立连接，即便是客户端的网络发生变化（比如客户端从 WIFI 切换到蜂窝网络）。由于连接迁移客户端继续使用相同的会话密钥来加密和解密数据包，QUIC 还提供了迁移客户端的自动加密验证。
全应用态协议栈
QUIC 核心逻辑都在用户态，能灵活的修改连接参数、替换拥塞算法、更改传输行为。而 TCP 核心实现在内核态，改造需要修改内核并且进行系统重启，成本极高。
QUIC 接入
自研支持 quic 的库，使用三方库
cronet
HTTP3
Google 在推 SPDY 的时候就已经意识到了这些问题，于是就另起炉灶搞了一个基于 UDP 协议的 QUIC 协议，让 HTTP 跑在 QUIC 上而不是 TCP 上，这个 HTTP over QUIC 就是 HTTP3，在 HTTP2 的基础上又实现了质的飞跃，真正完美地解决了队头阻塞问题。