QUIC协议在天翼云CDN全站加速产品中的应用

1、什么是QUIC协议

QUIC全称：Quick UDP Internet Connections，是一种实验性传输层网络协议，提供与TLS/SSL相当的安全性，同时具有更低的连接和传输延迟。QUIC目前的主要应用于http协议，基于QUIC的HTTP/3协议（RFC9114），除了拥有HTTP/2的各项优点，同时由于QUIC的特性，在弱网环境下拥有更强大的性能优势。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。

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：

传输层使用了UDP，减少了1个RTT三次握手的延迟。

加密协议采用了TLS 协议的最新版本TLS 1.3，相对之前的TLS 1.1-1.2，3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

什么是连接迁移？举个例子，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，视频同时出现一瞬间的卡顿。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。

2、QUIC协议在天翼云全站加速产品中的应用

目前，天翼云全站加速产品已开放使用了七层协议的QUIC，其工作原理如下图所示，主要应用在客户端与全站加速平台边缘节点的交互，主要适用于弱网环境下的传输优化。

3、适用场景

如果您希望在弱网环境下拥有更高的性能，如更快的首屏、首包，更快的传输效率，可以使用QUIC接入全站加速平台。

4、全站加速产品支持的QUIC类型

目前，天翼云全站加速产品同时支持IETF QUIC和GOOGLE QUIC，以方便不同的客户接入。

GOOGLE QUIC支持的版本号为Q043、Q046、Q050。

IETF QUIC支持的版本号为h3-29和h3-v1，IETF QUIC是互联网标准版本，强烈建议您使用IETF QUIC。

5、注意事项

如果您使用浏览器接入，请使用支持QUIC协议的浏览器，如Chrome、Microsoft Edge等。

如果您使用自研App接入，则App需要自行实现QUIC协议栈或者集成支持QUIC协议的网络库，例如：quic-go、ngtcp2、quiche、quant、kwik、aioquic、picoquic等。