图解：什么是HTTP简史？

3.HTTP2.0和HTTP3.0

科技永不止步。

我们都知道互联网中业务是不断迭代前进的，像HTTP这种重要的网络协议也是如此，新版本是对旧版本的扬弃。

QUIC协议是基于UDP协议实现的，在一条链接上可以有多个流，流与流之间是互不影响的，当一个流出现丢包影响范围非常小，从而解决队头阻塞问题。

4.2 0RTT 建链

衡量网络建链的常用指标是RTT Round-Trip Time，也就是数据包一来一回的时间消耗。

RTT包括三部分：往返传播时延、网络设备内排队时延、应用程序数据处理时延。

一般来说HTTPS协议要建立完整链接包括:TCP握手和TLS握手，总计需要至少2-3个RTT，普通的HTTP协议也需要至少1个RTT才可以完成握手。

然而，QUIC协议可以实现在第一个包就可以包含有效的应用数据，从而实现0RTT，但这也是有条件的。

简单来说，基于TCP协议和TLS协议的HTTP2.0在真正发送数据包之前需要花费一些时间来完成握手和加密协商，完成之后才可以真正传输业务数据。

但是QUIC则第一个数据包就可以发业务数据，从而在连接延时有很大优势，可以节约数百毫秒的时间。

QUIC的0RTT也是需要条件的，对于第一次交互的客户端和服务端0RTT也是做不到的，毕竟双方完全陌生。

因此，QUIC协议可以分为首次连接和非首次连接，两种情况进行讨论。

4.3 首次连接和非首次连接

使用QUIC协议的客户端和服务端要使用1RTT进行密钥交换，使用的交换算法是DH(Diffie-Hellman)迪菲-赫尔曼算法。

DH算法开辟了密钥交换的新思路，在之前的文章中提到的RSA算法也是基于这种思想实现的，但是DH算法和RSA的密钥交换不完全一样，感兴趣的读者可以看看DH算法的数学原理。

简单来说一下，首次连接时客户端和服务端的密钥协商和数据传输过程，其中涉及了DH算法的基本过程：

1. 客户端对于首次连接的服务端先发送client hello请求。

2. 服务端生成一个素数p和一个整数g，同时生成一个随机数  (笔误-此处应该是Ks_pri)为私钥，然后计算出公钥  =   mod p，服务端将 ，p，g三个元素打包称为config，后续发送给客户端。

3. 客户端随机生成一个自己的私钥 ，再从config中读取g和p，计算客户端公钥  =   mod p。

4. 客户端使用自己的私钥 和服务端发来的config中读取的服务端公钥 ，生成后续数据加密用的密钥K =   mod p。

5. 客户端使用密钥K加密业务数据，并追加自己的公钥 ，都传递给服务端。

6. 服务端根据自己的私钥 和客户端公钥 生成客户端加密用的密钥K =   mod p。

7. 为了保证数据安全，上述生成的密钥K只会生成使用1次，后续服务端会按照相同的规则生成一套全新的公钥和私钥，并使用这组公私钥生成新的密钥M。

8. 服务端将新公钥和新密钥M加密的数据发给客户端，客户端根据新的服务端公钥和自己原来的私钥计算出本次的密钥M，进行解密。

9. 之后的客户端和服务端数据交互都使用密钥M来完成，密钥K只使用1次。

4.4 前向安全问题

前向安全是密码学领域的专业术语，看下百度上的解释：

前向安全或前向保密Forward Secrecy是密码学中通讯协议的安全属性，指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。

前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁，如果系统具有前向安全性，就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全，即使系统遭到主动攻击也是如此。

通俗来说，前向安全指的是密钥泄漏也不会让之前加密的数据被泄漏，影响的只有当前，对之前的数据无影响。

前面提到QUIC协议首次连接时先后生成了两个加密密钥，由于config被客户端存储了，如果期间服务端私钥 泄漏，那么可以根据K =   mod p计算出密钥K。

如果一直使用这个密钥进行加解密，那么就可以用K解密所有历史消息，因此后续又生成了新密钥，使用其进行加解密，当时完成交互时则销毁，从而实现了前向安全。

5. QUIC的应用和前景

通过前面的一些介绍我们看出来QUIC协议虽然是基于UDP来实现的，但是它将TCP的重要功能都进行了实现和优化，否则使用者是不会买账的。

QUIC协议的核心思想是将TCP协议在内核实现的诸如可靠传输、流量控制、拥塞控制等功能转移到用户态来实现，同时在加密传输方向的尝试也推动了TLS1.3的发展。

但是TCP协议的势力过于强大，很多网络设备甚至对于UDP数据包做了很多不友好的策略，进行拦截从而导致成功连接率下降。

主导者谷歌在自家产品做了很多尝试，国内腾讯公司也做了很多关于QUIC协议的尝试。

其中腾讯云对QUIC协议表现了很大的兴趣，并做了一些优化然后在一些重点产品中对连接迁移、QUIC成功率、弱网环境耗时等进行了实验，给出了来自生产环境的诸多宝贵数据。

简单看一组腾讯云在移动互联网场景下的不同丢包率下的请求耗时分布：

任何新生事物的推动都是需要时间的，出现多年的HTTP2.0和HTTPS协议的普及度都没有预想高，IPv6也是如此，不过QUIC已经展现了强大的生命力，让我们拭目以待吧！

6.本文小结

本文通过介绍Http协议的历史演进、各个版本的主要特征和优缺点、重点介绍了Http2.0协议的一些特性，包括：SPDY协议、二进制分帧协议、多路复用、首部压缩、服务端推送等重要功能，篇幅有限不能展开太多。

虽然http2.0版本协议有很多非常优秀的功能并且在2015年正式发布，现在国内外一些大厂基本都有使用http2.0承担部分请求，但是目前仍然未广泛普及。

目前http3.0版本在2018年也推出来了，至于http2.0和http3.0的推广和普及是需要时间的，但是坚信我们的网络可以更安全、更快捷、更节约。

不过现在看看QUIC协议：基于UDP主体将TCP的重要功能转移到用户空间来实现，从而绕开内核实现用户态的TCP协议，但是真正实现起来还是非常复杂的。

网络协议本身就很复杂，本文只能从整体出发对重要的部分做粗浅的阐述，如果对某个点很感兴趣，可以查阅相关代码和RFC文档。

技术进步也非朝夕之功，需要在实践中反复锤炼。