什麼是 HTTP/3?

HTTP/3 是最新一代的超文本傳輸協定 (HTTP)。 它旨在提供快速、高效、安全的網路體驗。 HTTP/3 建立在前幾代協定(HTTP 和 HTTP/2)的成功基礎上,對整體效能和安全性進行了重大改進。

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什麼是 HTTP/3?

HTTP/3 的主要特性

以下是 http/3 協定的主要特性:

  • QUIC 協定: HTTP/3 是基於快速 UDP 網際網路連線 (QUIC) 協定建置。 QUIC 最初由 Google 開發,提供強大的加密功能,旨在改善古老的傳輸層通訊協定 (TCP)。
  • 連線建立: QUIC的一個優點是它實現了快速的0-RTT(零往返時間)和1-RTT握手,提高了網路效率。 0-RTT 使客戶端能夠立即發送數據,而無需建立完整的傳輸層安全性 ( TLS ) 握手。
  • 多路復用: QUIC 提供無隊頭 (HOL) 阻塞的多路復用,這是相對於 HTTP/2 的顯著優勢。 可以透過單一連接同時發送多個請求和回應,從而減少延遲並提供更可靠和高效能的資料傳輸。

糾錯與遺失復原: QUIC 的多重化功能使其能夠同時有效率地處理多個資料流。 當資料包在傳輸過程中遺失或損壞時,QUIC 會透過重新傳輸受影響的資料包來復原。

HTTP/3 與 HTTP/2:有什麼不同?

以下是 http/2 和 http/3 協定之間最顯著的差異:

  • 傳輸協定:這兩個協定之間的顯著差異在於促進資料傳輸的傳輸協定。 HTTP/2 依賴 TCP,而 TCP 的效率相對較低,尤其是在高延遲網路上。 HTTP/3 的 QUIC 協定提供更好的效能、更低的延遲和更好的可靠性。
  • 連線建立速度:使用 HTTP/2,客戶端和伺服器必須執行多次握手往返才能建立安全連線。 QUIC 的 1-RTT 握手顯著減少了頁面載入時間。
  • 多路復用實作: HTTP/2 的多路復用實作在單一連線上啟用多個資料傳輸流,可能會導致隊頭阻塞,這表示遺失或重新排序的資料包可能會影響所有活動交易。 HTTP/3 透過提供本機多重化用來解決這個問題,因此遺失的資料包只會影響遺失資料的特定單一流。

封包遺失復原能力: HTTP/2 依賴單一 TCP 連線的副作用是封包遺失和損壞會導致資料傳輸延遲。 QUIC 包含內建機制,可減輕封包遺失的影響,提升易錯網路的復原能力。

HTTP/3 相對於 HTTP/2 的優勢

以下是 http/3 相對於 http/2 的優點:

  • 減少延遲: HTTP/3 更快的連線設定和改進的多路復用減少了網路延遲。
  • 更快的頁面載入時間: QUIC 傳輸協定相對於基於 TCP 的連線的優勢可實現更快的頁面載入時間。

改進的行動和無線效能:對封包遺失的復原能力使 HTTP/3 成為封包遺失更為常見的行動和無線網路的理想選擇。

HTTP/3 的好處

以下是 http/3 的最大優點:

更高的安全性

QUIC 在 HTTP/3 協定中的整合顯著增強了安全性。 QUIC 的內建 TLS 1.3 加密執行以下操作:

  • 降低中間人 (MitM) 漏洞的風險
  • 提供一層保護,防止拒絕服務 (DoS) 攻擊。

更好的性能

從效能角度來看,HTTP/3 的持久連線設定速度更快,因為它將加密和傳輸握手合併到單輪中。

這確保了 HTTP/3 流量既能抵禦威脅,又能保證效能。 QUIC 的多重化功能解決了 HTTP/2 中存在的 HOL 阻塞問題。 頻寬有限的用戶或在容易丟失的網路上工作的用戶可以透過更流暢、更快的資料傳輸獲得最大收益。

提高可靠性

HTTP/3 也能夠適應不穩定的網路。 該協定降低了網路發生變化或損壞時中斷或斷開連接的可能性,從而提高了用戶參與度和整體效能。

了解傳輸層:TCP 與 QUIC

以下是 QUIC 與主要傳輸層協定 TCP 的比較。

傳輸控制協定

TCP是連線導向的協議,確保資料依序可靠地傳輸。 接收者確認收到的每個資料包,從而能夠重新傳輸任何遺失或損壞的資料包。 此過程的缺點是整個連線設定對確認資料包 (ACK) 和三向握手過程的依賴會導致連線設定時間變慢並增加延遲。

TCP 連線的固有設計限制使其難以適應包括低頻寬、高延遲連線的現代網路環境。

奎克

QUIC 旨在克服 TCP 的限制。 它利用用戶資料報協定 (UDP)來實現更快的連線設定和更好的效能。 QUIC 的一個關鍵優勢是其內建加密,為傳輸的資料提供安全性和隱私性。 QUIC 的設計使其能夠更有效地進行錯誤處理和擁塞控制,從而提高效能。

其架構允許透過單一連線重複使用多個資料流,減少 HOL 阻斷並改善頁面載入時間和使用者體驗。 QUIC 的設計可實現網路之間更快的遷移,從而允許跨不同IP 位址無縫恢復連線。

從 HTTP/2 過渡到 HTTP/3

本節介紹從 HTTP/2 順利遷移到 HTTP/3 的步驟以及過渡過程中的潛在挑戰。

遷移步驟

以下是遷移到 http/3 的逐步過程:

  • 評估基礎架構相容性:評估您的基礎架構與 HTTP/3 的相容性,包括您的伺服器和用戶端軟體,以及負載平衡器、防火牆、 DNS解析器或通訊流中涉及的其他中介軟體。
  • 更新伺服器和客戶端軟體:更新伺服器和客戶端軟體以支援 HTTP/3。 這可能涉及作業系統更新和其他軟體組件。
  • 監控效能並解決問題:遷移完成後,密切監控網路效能,以識別並解決出現的問題。

轉型期間的潛在挑戰

以下是您在轉型過程中可能遇到的挑戰:

  • 與舊裝置的相容性:舊裝置和瀏覽器可能不支援 QUIC,因此可能需要實施後備機製或替代解決方案。
  • 效能一致性:不同網路的效能,特別是那些具有不同頻寬和延遲特性的網絡,是另一個潛在的挑戰。 可能需要網路配置最佳化以及伺服器和客戶端設定的微調。

HTTP/3 的限制與挑戰

雖然 HTTP/3 提供了改進的效能和安全性,但它並非沒有障礙。

  • 傳統裝置相容性:採用 HTTP/3 的主要障礙是其與現有網路基礎架構的兼容性,因為許多網路仍依賴不支援 QUIC 或 TLS 1.3 加密的硬體。 例如,QUIC 需要與所有網路配置或裝置不相容的特定配置設置,特別是在具有複雜網路設置或遺留基礎設施的組織中。
  • 中介軟體效能:某些中間件(例如防火牆)可能會檢查甚至修改 HTTP 流量以實施安全性原則。 然而,QUIC 的加密和複用功能可能會導致連線問題或某些裝置的效能下降。
  • 需要升級:加密流量管理是另一個重要議題。 網路硬體和軟體(例如監控或設定工具)可能需要升級和調整才能實現完全的 HTTP/3 相容性。

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HTTP/3 代表了網際網路技術的重大進步,與先前版本的 HTTP 協定相比,提供了更高的效能和安全性。 然而,為廣泛採用 HTTP/3 做準備需要仔細考慮組織基礎架構的準備。

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