网站开发自学资料,中国商标买卖网站,个人专业制作网站,在腾讯云怎样建设网站一、开拓者#xff1a;SPDY1. 简介#xff1a;spdy 是由google推行的#xff0c;改进版本的HTTP1.1 (那时候还没有HTTP2)。它基于TCP协议#xff0c;在HTTP的基础上#xff0c;结合HTTP1.X的多个痛点进行改进和升级的产物。它的出现使web的加载速度有极大的提高。HTTP2也借…一、开拓者SPDY1. 简介spdy 是由google推行的改进版本的HTTP1.1 (那时候还没有HTTP2)。它基于TCP协议在HTTP的基础上结合HTTP1.X的多个痛点进行改进和升级的产物。它的出现使web的加载速度有极大的提高。HTTP2也借鉴了很多spdy的特性。2. 特性上一篇文章中有介绍基本和HTTP2差不多这里就不赘述了多路复用头部压缩服务器推送请求优先级spdy的架构图3. 现状在HTTP2未推出之前spdy在业界内已经有一定的市场占用量并且它的成绩也是不容忽视的因此在很长一段时间市场上可能会见到spdy和h2同时使用的场景。二、颠覆者QUIC1. 前置知识TCP 与 UDPTCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。1)提供IP环境下的数据可靠传输(一台计算机发出的字节流会无差错的发往网络上的其他计算机而且计算机A接收数据包的时候也会向计算机B回发数据包这也会产生部分通信量)有效流控全双工操作(数据在两个方向上能同时传递)多路复用服务是面向连接端到端的传输;2)面向连接正式通信前必须要与对方建立连接。事先为所发送的数据开辟出连接好的通道然后再进行数据发送像打电话。3)TCP支持的应用协议Telnet(远程登录)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)。TCP用于传输数据量大可靠性要求高的应用。UDP(User Datagram Protocol用户数据报协议)是OSI(Open System Interconnection开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。1) 面向非连接的(正式通信前不必与对方建立连接不管对方状态就直接发送像短信QQ)不能提供可靠性、流控、差错恢复功能。UDP用于一次只传送少量数据可靠性要求低、传输经济等应用。2) UDP支持的应用协议NFS(网络文件系统)、SNMP(简单网络管理系统)、DNS(主域名称系统)、TFTP(通用文件传输协议)等。总的来说TCP面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢建立连接需要开销较多(时间系统资源)。UDP面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。Diffie-Hellman 算法D-H算法的数学基础是离散对数的数学难题其加密过程如下(1)客户端与服务端确定两个大素数 n和 g这两个数不用保密(2)客户端选择另一个大随机数x并计算A如下A g^x mod n(3)客户端将 A 发给服务端(4)服务端选择另一个大随机数y并计算B如下B g^y mod n(5)服务端将B发给客户端(7)计算秘密密钥K1如下K1B^2 mod n 计算秘密密钥K2如下K2A^y mod n , K1K2因此服务端和客户端可以用其进行加解密攻击者知道n和g并且截获了A和B但是当它们都是非常大的数的时候依靠这四个数来计算k1和k2非常困难这就是离散对数数学难题。2. 什么是QUICquic 是google推出的基于UDP的高效可靠协议。quic在UDP的基础上实现了TCP的一些特性而由于底层使用的是UDP所以传输效率比TCP高效。3. 特性a. 基于UDP建立的连接我们知道基于TCP的协议如http2在首次建立连接的时候需要进行三次握手即至少需要3个ntt而考虑安全HTTPS的TLS层又需要至少次的通信才能协商出密钥。这在短连接的场景中极大的增加了网络延迟而这种延迟是无法避免的。而基于UDP的quic协议则不需要3次握手的过程甚至在安全协商阶段只需要进行1~2次的协商通信即可建立安全稳定的连接极大的减少了网络延迟。b. 基于Diffie-Hellman的加密算法HTTPS 使用的是 TLS SSL 的加密手段在交换证书、协商密钥的过程中至少需要2次ntt进行协商通信。而quic使用了Diffie-Hellman算法,算法的原理使得客户端和浏览器之间只需要1次的协商就能获得通信密钥quic建立安全链接的详细过程:客户端发起Inchoate client hello服务器返回Rejection包括密钥交换算法的公钥信息算法信息证书信息等被放到server config中传给客户端客户端发起client hello包括客户端公钥信息c. 改进的多路复用我们知道无论是HTTP2还是SPDY,基于TCP的协议尽管实现了多路复用但仍然没有避免队头阻塞的问题这个问题是由于TCP底层的实现造成的即TCP的包有严格的顺序控制前序包如果丢失则后续包即使返回了也不会通知到应用层协议从而导致了前序包阻塞。而quic基于UDP则天然的避免了这个问题由于UDP没有严格的包顺序一个包的阻塞只会影响它自身并不会影响到其他资源且quic也实现了类似HTTP2的多路复用这种没有队头阻塞的多路复用对延迟的降低是显而易见的。d. 连接的迁移在以往的基于TCP的协议中往往使用四元组(源IP源端口目的IP目的端口)来标识一条连接当四元组中的IP或端口任一个发生变化了连接就需要重新建立从而不具备连接迁移的能力。而QUIC使用了connection id对连接进行唯一标识。即使网络从4G变成了wifi只要两次连接中的connection id不变并且客户端或者服务器能通过校验就不需要重新建立连接连接迁移就能成功。这在移动端场景的优势极为明显因为手机经常会在wifi和4g中切换使用quic协议降低了重建连接的成本。e. 协商的升级在chorme浏览器中发起一个TCP请求这个请求会同时与服务器开始建立tcp 和 quic 的连接(前提是服务器支持)如果quic连接先建立成功则使用quic建立的连接通信反之则使用tcp建立的连接进行通信。具体步骤如下1、客户端发出tcp请求2、服务端如果支持quic可以通过响应头alt-svc告知客户端3、客户端同时发起tcp连接和quic连接竞赛4、一旦quic建立连接获胜则采用quic协议发送请求5、如遇网络或服务器不支持quic/udp客户端标记quic为broken6、传输中的请求通过tcp重发7、5min后尝试重试quic下一次尝试增大到10min8、一旦再次成功采用quic并把broken标记取消其中支持quic的alt-svc头部信息如下图示d. 其他特性改进的拥塞控制丢包恢复底层的连接持久化head stream 保证包顺序双级别流量控制三、总结与思考在web通信协议的演进中SPDY是不可或缺的角色在没有HTTP2的时代它的出现极大的提升了网页加载速度甚至HTTP2也是吸取了它很多的特性而制定的是当之无愧的开拓者。而在有HTTP2的今天quic协议的出现无异于对TCP的颠覆它在底层抛弃了传统的TCP而使用高效的UDP并实现了TCP的特性并且没有修改到应用层协议我们可以无缝的基于原有的规范去开发。最后这两东西居然都是google提出并推行的。只能说google真的牛叉~
