漫画 | Google：互联网太慢了，我要替换TCP！

深藏阁楼爱情的钟 2022-09-03 05:30 192阅读 0赞

今天换一下风格，尝试用一个短小的漫画讲一个小概念。

这个概念如此重要，以至于推动了HTTP甚至TCP的不断发展。

先从1989年蒂姆·伯纳斯·李设计的HTTP协议开始。

HTTP的特点是：发一个Http Request，然后等着Http Response回来，然后再发下一个Http Request....

![9582161f1c6f037fc14eb4af7e8def88.png][]

蒂姆·伯纳斯·李想不到的是， 几十年以后， 页面变得非常复杂

![885cab5c3b37d168abda61ecfa084529.png][]

HTTP协议这种请求->等待响应的模式，引发了队头阻塞的问题

![0433295a1752672c520fe52c5d93ef72.png][]

这些HTTP请求组成了一个队列，如果队列头部的请求的响应不回来，后面的都得等着。

很明显， 一个很简单的解决方案是多建立几个队列：**多建立几个TCP连接**

![addae0d5fb610bdaff23b20b049a2729.png][]

另外一个方案就是多路复用 ：把每个请求和响应当成一个流(Stream) ，每个Stream都有一个ID。

每个Stream可以有多个帧(Frame)，Frame中保存数据。

在同一个TCP连接上，可以有多个多个帧混合着在“流动”。

![b16f8ffc8e2c9f28b03823a0898d6306.png][]

HTTP 一下子发出3个请求， 它们的Stream次序是 1， 2， 3

但是返回的Stream次序是 2，1， 3， 1 ， 次序乱了。

但是没关系，有Stream ID做关联，浏览器很容易知道请求和响应的对应关系。

![66dbd9dc603fae3d03591e70ebc9e6b4.png][]

HTTP 升级成了 **HTTP/2** 。（详情参见《[HTTP之大明邮差][HTTP]》）

问题似乎解决了 ？

不，站在TCP的角度看， 它不会意识到HTTP层有Stream的存在，一旦TCP层出现丢包，依然会出现队头阻塞的问题！

![7b7cd5262414f32c6dae64041eacbb0f.png][]

现在浏览器可以直接使用TCP\#1 中的 b.js， 但是由于TCP\#2丢了，按照TCP协议的要求，TCP\#3中的数据是不能使用的， 虽然其中的数据是完整的h.css，还必须等待TCP\#2重传。

![a5261c86cfd31eef0d7c1e55c24d026d.png][]

问题的本质就是站在TCP的视角看，它看到数据是没有含义的二进制流而已。

如果修改一下TCP协议，让他理解这些“Stream”呢？

不行，TCP是在操作系统内核中实现的，想改TCP就得改操作系统，然后部署到全世界所有的网络设备上，这就难了。

![a910e07138323c0ee10e96e8bfac2db3.png][]

所以**现在只能调整一下操作系统中网络的参数而已**。

既然改不了现有的TCP， 那我们就创造一个新的协议出来，让这个新协议能意识到“Stream”的存在

这个新协议，就是Google提出的**QUIC**！

![189456f5e4d5ad50cfd237c7a9ea2aa1.png][]

如果浏览器收到了QUIC \#1, \#3, \#4, **但是QUIC \#2丢失了**， 会发生什么情况呢？

![710230ca930fd9054c7d7c17ee2adf57.png][]

**\#4 可以暂时保存，等待 \#2的重新传输**。

虽然QUIC不知道Stream中传输的数据到到底是什么含义，但是通过引入Stream , QUIC彻底解决了队头阻塞的问题！

![ac991728c3a15185c0c8f5bdb42ea2f0.png][]

当然，由于Stream的概念下移到了QUIC中，那HTTP中的Stream就不需要了。

HTTP/2就升级成了HTTP/3。

![b6469a780c3fb95ad4501383d8828fdc.png][]

不过， QUIC是基于UDP实现的，TCP的那些优秀特性，它不得不重新实现一遍了。

![4114a2ae8f49aa349c201374b3693c04.png][]

QUIC不在操作系统内核中，意味着应用程序可以对它任意定制，例如轻松地控制各种拥塞算法的实现。

QUIC作为新协议，除了上面说的可以解决队头阻塞问题之外，还有很多优点：

1.减少RTT时间

2. 改善拥塞控制

3. 连接迁移

4. 集成TLS，更加安全

小结：TCP协议已经统治了世界50年，基于TCP的HTTP也30多岁了，在新的环境，它们的弊端逐渐暴露，一个突出的问题就是HTTP和TCP的队头阻塞问题，QUIC和HTTP/3有可能是解决之道。

不过想替换TCP可不是那么简单的事情，今年6月IETF 才发布了QUIC的规范RFC9000，根据w3techs的统计，至今只有5.8%的网站在使用QUIC，主要是Google的网站，QUIC任重而道远。

![687dc0ec957a606551ec96bc68da9df8.png][]

**点击下方图片，查看更多文章吧 ！**

[![eac98c4f3c1c28cf92797867c78c8bc3.png][]][eac98c4f3c1c28cf92797867c78c8bc3.png 1]

[![16488b711ab5a1a6a79f7c5850ca8047.png][]][16488b711ab5a1a6a79f7c5850ca8047.png 1]

[![e18f366bf53e78ddb6791f2008c5f459.png][]][e18f366bf53e78ddb6791f2008c5f459.png 1]

[![d4d3feacdf21b6b1511a61b7312d0477.png][]][d4d3feacdf21b6b1511a61b7312d0477.png 1]

[9582161f1c6f037fc14eb4af7e8def88.png]: /images/20220829/27cbbc12b704469c9c8a5c1d9f287d61.png
[885cab5c3b37d168abda61ecfa084529.png]: /images/20220829/be56573fbdb145c4a01a831f3e2913a6.png
[0433295a1752672c520fe52c5d93ef72.png]: /images/20220829/13e1501f008c4655b4b60b3694c1fddc.png
[addae0d5fb610bdaff23b20b049a2729.png]: /images/20220829/66cf9349056d4bc0a7c89b8eb0bba00c.png
[b16f8ffc8e2c9f28b03823a0898d6306.png]: /images/20220829/77f565eb33b040c28dc3801291d404cd.png
[66dbd9dc603fae3d03591e70ebc9e6b4.png]: /images/20220829/1dd0d7d9e6b746b39cce269357b986d5.png
[HTTP]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTc0NzExNg%3D%3D&chksm=80d6762ab7a1ff3c79b2e547ce8a5c1ea4caad34e7bb86b76bb3e382049186b0d34dfb67760a&idx=1&mid=2665516649&scene=21&sn=02585518f55fabe5a388acf56f4b5d6a#wechat_redirect
[7b7cd5262414f32c6dae64041eacbb0f.png]: /images/20220829/4ded4b2c3dbb4958aa9ae150ddf3437b.png
[a5261c86cfd31eef0d7c1e55c24d026d.png]: /images/20220829/113508057f474f18aa271eec6269c7d9.png
[a910e07138323c0ee10e96e8bfac2db3.png]: /images/20220829/2d0890387ae741499ff8766036e2ddc4.png
[189456f5e4d5ad50cfd237c7a9ea2aa1.png]: /images/20220829/78d0ec045f9f462383d62668998a4712.png
[710230ca930fd9054c7d7c17ee2adf57.png]: /images/20220829/393f89e8da6f4b06b1c601d79c088465.png
[ac991728c3a15185c0c8f5bdb42ea2f0.png]: /images/20220829/cbd9930554a3484abcecc4861afa384c.png
[b6469a780c3fb95ad4501383d8828fdc.png]: /images/20220829/18c9af5d1b3e4bf8b810f99886a643af.png
[4114a2ae8f49aa349c201374b3693c04.png]: /images/20220829/d486d25ae5a4438fbeeba30865ea7d11.png
[687dc0ec957a606551ec96bc68da9df8.png]: /images/20220829/446b82039b1e4026bd187dd2704ba72b.png
[eac98c4f3c1c28cf92797867c78c8bc3.png]: /images/20220829/88c9745b5f884b31b67c65fc67ecb3e6.png
[eac98c4f3c1c28cf92797867c78c8bc3.png 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTc0NzExNg%3D%3D&chksm=80d643feb7a1cae8562906adde4dc709f4852c3ffa4e7da27cd74252b5c3421a1d97e52f6c37&idx=1&mid=2665528253&scene=21&sn=0bbd3409ad76426f1d03a7b3800516ba#wechat_redirect
[16488b711ab5a1a6a79f7c5850ca8047.png]: /images/20220829/44bf55e72a074e419148c513b7e450e8.png
[16488b711ab5a1a6a79f7c5850ca8047.png 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTc0NzExNg%3D%3D&chksm=80d64becb7a1c2fa660a6634ff24ea3147cedcb28b9a5389bc791bf2cc786eb6c846d27e8bc7&idx=1&mid=2665526191&scene=21&sn=68035409f26f2edc9f86db9e00b845e6#wechat_redirect
[e18f366bf53e78ddb6791f2008c5f459.png]: /images/20220829/54e7a9b6c5cb48fb89954119073a322b.png
[e18f366bf53e78ddb6791f2008c5f459.png 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTc0NzExNg%3D%3D&chksm=80d64350b7a1ca468204b36cbe6f766d3e184f4cd8f3c34ef97f853ab2c3fffab98220a34a03&idx=1&mid=2665528083&scene=21&sn=37cbc6a6ba120d3991690c5df33bf1c0#wechat_redirect
[d4d3feacdf21b6b1511a61b7312d0477.png]: /images/20220829/4d56acf64c594a98bcf3560bc1bed8b4.png
[d4d3feacdf21b6b1511a61b7312d0477.png 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTc0NzExNg%3D%3D&chksm=80d642d2b7a1cbc4d8941da54e4986851146ed42dff1eb5e19a4a2a50de3301b34b0757f1acc&idx=1&mid=2665527953&scene=21&sn=b8b06f5c885027b094bdf7b4aeae10cc#wechat_redirect