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InfoQ的性能对比，HTTP/3与HTTP/2

作者丨SreeniTellakula
译者丨王坤祥
策划丨万佳
InfoQ的性能对比，HTTP/3与HTTP/2
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在去年Cloudflare生日周 ， 我们宣布了初步支持HTTP/2的下一代新协议–HTTP/3 。 我们的目标是为建立一个更好的互联网而努力 。 在标准制定上进行协作非常重要 ， 我们很荣幸可以参与到制定标准的工作中来 。
虽然HTTP/3仍处于草案状态 ， 但是有大量用户对此表现出浓厚兴趣 。 截至目前 ， 已经有超过113000个网络区域激活了HTTP/3 ， 如果你正在使用实验性的浏览器 ， 则可以使用新协议对这些站点进行访问！有这么多用户启用HTTP/3 ， 这非常令人欣慰 。
在与Google的合作下 ， 我们启动了对HTTP/3的支持 ， 与此同时 ， Google也在GoogleChrome中启动了对HTTP/3的实验性支持 。 从那时起 ， 我们看到越来越多的浏览器增加对HTTP/3的实验性支持：比如Firefox的Nightly版本 ， 其他基于Chromium的浏览器比如Opera、Edge以及Safari的技术预览版本 。
HTTP/3发展现状
IETF标准化过程将协议开发为一系列文档草案版本 ， 其目的是确定最终版本 ， 并根据该版本发布RFC 。 QUIC工作组的成员在分析、实施和互操作规范方面进行协作 ， 目的是及时发现问题并优化协议 。
我们目前支持了HTTP/3的Draft-23版本 ， 此后会持续跟进和适配未来新草案版本 ， 在撰写本文时 ， 最新草案版本号为27 。 针对每次草案版本更新 ， QUIC协议的内容质量都会有所提升 ， 以保证协议内容与其表现保持“基本共识” 。 为避免协议迭代发展过程中因为升级分析处于停滞状态 ， 异或是因为变更而出现无休止的调整 ， 随着每个新草案的提出 ， 对已有规范提出修改的门槛一直在提高 。 这意味着版本之间的更改较小 ， 并且最终的RFC应该与我们当前在生产环境中运行的协议紧密联系 ， 差异更小 。
HTTP/3的优点
HTTP/3的主要优点之一是性能提升 ， 特别是在同时获取多个对象时的性能 。 使用HTTP/2 ， TCP连接中的任何中断（packetloss）会阻塞所有数据流（Headoflineblocking） 。 因为HTTP/3基于UDP协议 ， 所以如果数据包丢失 ， 只会中断一个数据流 ， 而不会中断所有流 。
此外 ， HTTP/3提供了0-RTT支持 ， 这意味着在建立连接时通过消除与服务器的TLS确认 ， 可以使后续连接的启动速度更快 。 比起使用完全TLS协商的方式 ， 客户端可以更快地开始请求数据 ， 网站可以更早开始加载 。
下图说明了HTTP/2多路复用两个请求时数据包丢失情况及其影响 。 客户端通过HTTP/2向服务器发送请求 ， 请求两个资源（我们将请求及其关联的响应涂成绿色和黄色） 。 响应被分解为多个数据包 ， 可惜的是 ， 如果一个数据包丢失 ， 两个请求都会响应失败 。
InfoQ的性能对比，HTTP/3与HTTP/2
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InfoQ的性能对比，HTTP/3与HTTP/2
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上面显示了使用HTTP/3协议多路复用2个请求的情况 。 当丢失一个黄色的响应数据包时 ， 只对黄色数据包的响应造成影响 ， 并不会对绿色数据包代表的响应造成影响 。
会话启动方式的改进意味着与服务器的“连接”启动速度更快 ， 这意味着浏览器可以更快地获取数据 。 我们很想知道改进有多大 ， 所以我们进行了一些测试 。 为衡量由0-RTT支持带来的改进 ， 我们运行了一些基准测试来测量获取第一个字节的用时（TTFB） 。 平均而言 ， 使用HTTP/3 ， 我们获取到第一个字节出现在176ms之后 。 使用HTTP/2 ， 这个时间是201ms ， 这意味着HTTP/3的性能已经提高了12.4％！
有趣的是 ， 协议的每个方面并不都受到草案或RFC的约束 。 协议实现方式的选择 ， 例如有效的数据包传输和拥塞控制算法的选择 ， 会影响其性能 。 拥塞控制是用户计算机和服务器用来适应过载网络的一种技术：通过丢弃数据包 ， 随后的数据传输就会受到限制 。 由于QUIC是一种新协议 ， 因此正确地进行拥塞控制设计和实现需要进行实验和调整 。


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