I.TCP和UDP的两难困境
简单科普一下TCP协议和UDP协议,同时引出二者的优缺点。(专业人士请略过)
简单的说,TCP协议和UDP协议是在两个进程之间传递分组的协议,例如一台主机的进程A和另一台主机的进程B之间想要传递数据,就要通过TCP或UDP协议进行传递,TCP或UDP通过把数据丢到网络中,再经过网络传到对应主机,最后由接收方主机的TCP或UDP协议接收。
TCP和UDP协议有什么区别呢?通俗的讲,TCP更“负责任”,它能够通过控制发送方的发送速率来控制流量(防止分组溢出)、能够对分组进行保质保量的按序传输(ACK确认、重传等机制)、能够对整个Internet的拥塞进行控制(TCP拥塞控制)。UDP就显得“无为而治”多了,UDP只有一个检验和来对分组进行轻微的检验,而且检验过后没有修复分组丢失、损坏的能力,同时没有流量控制、拥塞控制,也不保证按序。看到这里,很显然TCP已经基本上完胜UDP。
那UDP就没有优点了吗?其实并不是的,至少在当今的因特网它不仅有优点,而且使用率也很高,例如我们最重要的DNS应用层协议就用UDP作为它的运输层协议(DNS协议负责把主机名、别名转换为ip地址,没有DNS你的主机就只能存在一个ip地址,你的邮箱就只能是一串很长又很难记的字符了)。DNS选用它做运输层协议的原因,其实恰恰是它的“无为而治”,由于TCP有严格的流量控制和拥塞控制,当网络出现拥塞时,它会通过控制发送方的速率,从而缓解拥塞情况,这对于整个Internet来说是一件好事,可对于某些应用就不是了。DNS协议相关的应用客户端向服务端发送ip转换请求时,如果得不到及时回复,会导致访问过慢,而DNS本身可能要通过几个中间服务器来得到对应的ip地址(可能通过几个权威服务器),因而这时候反而是UDP更好用。
另外,UDP还有一个好处,或者说是相对于时间上的好处:UDP无需进行握手,而握手要消耗一个往返的时延,换句话说当创建一个UDP连接时,可以省去一个往返的时延(UDP只需要一个往返时延,TCP需要至少两个),当服务器距离你的主机距离远的时候,这个时延就很可观了。
于是产生了一个问题,有没有既能达到TCP的按序、保质保量传输,又能达到UDP的节省时间效果呢?这就是谷歌在13年启动的QUIC协议的目的了。
II.QUIC协议的介绍
QUIC是一种通用的传输层网络协议,最初是由设计吉姆Roskind在谷歌实施,并且部署在2012年,公开在2013年公布实验,Google 服务器的所有连接中,有一半以上使用 QUIC 。[Microsoft Edge(Chrome 的衍生版)支持它。
它最显著的效果和作用就是为了整合TCP协议的可靠性和UDP协议的速度和效率,旨在创建几乎等同于TCP的独立连接,但有着低延迟,如果QUIC协议的特性被证明是有效的,这些特性以后可能会被迁移入后续版本的TCP协议。(感兴趣的可以阅读一下维基百科对QUIC协议的描述)
III.谷歌浏览器设置步骤
简单科普了很多的理论,下面讲解实操:怎么修改自己的谷歌浏览器设置,改用QUIC运输层协议以加快访问服务器的速度。
第一步,打开谷歌浏览器,在你的搜索框里放入chrome://flags 并回车访问。
第二步,在新打开的网页中,按ctrl+F进行页面搜索,在搜索框里输入QUIC,匹配到QUIC的项。
第三部,在QUIC的选项中,把状态改为Enabled即可。
IV.点评QUIC协议
这部分我化用《计算机网络:自顶而下》这本书的原话进行总结:
唯有未来才能告诉我们QUIC协议是否能得到广泛实施,虽然它已经明确提供了超过TCP和UDP的强化能力,但是多年来已经证明了TCP和UDP自身是“足够好”的。是否“更好”将胜出“足够好”,这将取决于技术、社会和商业考虑的复杂组合。
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