互聯網發(fā)展了這么多年，其基礎的TCP/IP協(xié)議族一直沒怎么變過，正是這些運輸著字節(jié)流的標準協(xié)議，支撐起了我們幾乎全部的互聯網應用。
在傳輸層，協(xié)議主要包括TCP和UDP協(xié)議，TCP協(xié)議對于計算機專業(yè)的同學們來說都很熟悉。大部分找工作的計算機專業(yè)畢業(yè)生都會熟練的背下來TCP協(xié)議的三次握手和四次揮手，因為很多面試官都會問這個問題?？梢娺@個問題是多么的基礎了。
相比于TCP的可靠連接而言，UDP協(xié)議則顯得不那么可靠了。形象一點的解釋TCP協(xié)議，它連接的建立過程相當于一個快遞員，先提前打電話給你問你在不在家，然后確認你在家之后，他再到你家敲門，然后再親手將快遞送給你。所以這是一個可靠連接。而UDP協(xié)議則相當于快遞員到了之后，把快遞扔在快遞超市，然后發(fā)個信息告訴你，快遞放快遞超市了你自己取下，如果丟了的話你找賣家重發(fā)一份。所以UDP協(xié)議顯得不那么可靠，但正因為不那么可靠，所以傳輸效率相比于TCP來說，就快了很多。
那么有沒有一種協(xié)議，能夠既高效又可靠呢？Google覺得這個事情可以研究一下，于是他們搞出了QUIC（Quick UDP Internet Connection），以嘗試提供一種兼顧低延遲和高可靠的互聯網基礎通信協(xié)議。
那么，QUIC是怎樣兼顧這兩個方面的呢？我們來看下它的結構和運行原理。
首先我們來看一下，QUIC的高效性來自于哪里。早期的TCP協(xié)議并沒有考慮到后來互聯網面臨的巨大安全問題，所以開發(fā)人員在TCP協(xié)議之上，重新開發(fā)了安全協(xié)議TLS和SSL，這樣，對于一個常用網站來講，建立連接的過程則包括了建立TCP連接和安全連接的過程，而QUIC重新編輯了其底層協(xié)議，將加密算法的協(xié)商整合到了建立連接的過程中，大大減少了建立連接所需要的數據包。相當于原來兩個獨立的辦事部門給整合到一起了，原來想辦事的話，要跑人社局民政局兩個窗口，而現在直接把兩個部門合并到一起了，想辦的事一起辦了，那么效率自然就大大提高了。下圖是QUIC與TCP+TLS的比較，可見QUIC的執(zhí)行效率遠高于兩者的結合。
除此之外，針對互聯網資源是各自獨立請求的特點，QUIC通過底層使用UDP協(xié)議方式，多路并行的傳輸各個請求資源。對于TCP而言，由于處理包是有嚴格的順序的，因此如果其中一個包遇到問題的話，需要等待這個包傳輸完成之后才能繼續(xù)進行。而QUIC則完全避免了因為不相干的包丟失而造成的阻塞現象，大大提升了傳輸效率。
另外，QUIC借鑒了互聯網大數據的一些方法論，添加了一個非常獨特的向前糾錯（Forward Error Correction）功能。我們知道類似Hadoop這種大數據框架，一份數據都有幾份備份以防出錯，QUIC相當于一個流行的Hadoop，他的每個數據包除了數據包本身應傳輸的數據之外，還帶了部分其它包的數據，因此少量的丟包可以通過其它包的冗余數據直接組裝起來，而不需要重傳。目前QUIC默認的冗余量是10%，即每發(fā)送10個數據包，其冗余數據就可以重新構建一個丟失的數據包。
最后，QUIC還有一個更明顯的好處，因為底層協(xié)議切換到了UDP協(xié)議，使得其連接不再依賴來源IP。我們知道對于TCP這樣的可靠連接而言，需要知道雙方的IP和端口，從而保持連接。其中的任何一個參數發(fā)生了變化，連接就要重新創(chuàng)建。這種模式在早期互聯網中并不是一個很大的問題，但是在移動網絡中，這個問題就大不一樣的了。因為每個人的手機都可能不斷在不同WIFI網絡和4G網絡中切換，這個過程中TCP連接則需要重建。例如很多人都經歷過，在玩王者榮耀的時候，如果網絡切換了，就會導致一小段時間的460。重新連上之后發(fā)現自己已經被對方打野抓了的情況。而換成QUIC之后，這個問題就不會存在了，因為QUIC協(xié)議不再依賴于這些參數，而通過自己的UUID參數進行標記，當設備網絡環(huán)境切換時，連接不會發(fā)生變化，因此無需重新握手。
看到這些優(yōu)點，很多人都很期盼QUIC能夠盡快成為新的互聯網基礎設施。但是因為協(xié)議多數是與操作系統(tǒng)直接綁定在一起的，因此，成為主流還需要一定的時間。不過相信通過業(yè)界人士的集體努力，這個問題很多就會得到解決。大家也會更好的享受互聯網帶來的生活便利。同時我們也要看到，除了互聯網應用以外，TCP/IP協(xié)議還在其它很多領域得到廣泛的應用，而QUIC本質上是針對互聯網服務而進行了大規(guī)模的優(yōu)化，這種優(yōu)化舍棄了很多原本的優(yōu)點，因此反而對于一些傳統(tǒng)應用場景并不友好。因此，QUIC本質上還是一種針對互聯網的應用協(xié)議。
喜歡本文的話，歡迎關注活在信息時代哦：）
聯系客服
