TCP协议的简单认识

 TCP协议：

         tcp协议(传输控制协议)是一种面向连接的，可靠的传输协议。它通过提供一种可靠的字节流，保证数据完整，无损，并且按照顺序到达。在传输过程中，它还尽量不断地测试网络负载，进而调整传输速度，防止网络过载 。此外，它还试图将数据按照指定顺序发送。

这也就引出了目前tcp协议的第一个问题，那就是队头阻塞问题。

TCP协议队头阻塞问题

       如果现在要发送三个编号分别为1  2   3的数据包，在接收数据包的时候，如果目前接受到了数据包1，而数据包2在传输过程中丢失，但在接收端还是会一直等待数据包2，哪怕数据包3到达了也不能被顺利接收，此时便陷入了无限等待。

 

TCP协议握手复杂，连接建立慢问题

 

       众所周知，在客户端和服务器建立连接的过程中，需要经历三次握手和四次挥手，这些完成之后，连接才能顺利建立。但如果二者距离过远，那么三次握手便会消耗1.5个Rtt，甚至是300到400毫秒，这是较为缓慢的。

 

解决办法：

     就目前来说，tcp协议是没有什么很好的解决办法的。现在较为有效的处理方法则是淘汰tcp协议，进而制定一种新的协议，也就是HTTP  3.0中的QUIC协议。(tcp协议为http  2.0)

 

QUIC协议：

        quic协议是基于udp(用户数据报协议)和diffie-hellman算法建立的一种低时延传输协议。

         它于2012年开始实施部署，到2021年发行QUIC标准版RFC9000

QUIC协议的优势：

1.QUIC协议在初次连接时便可交换加密秘钥，进而建立连接，所以相较tcp协议来说，它的连接建立要快的多。

2.QUIC协议采用多路复用技术，QUIC 可以复用多个 stream（流），并且单个流可以保证有序交付，但多个流之间可能乱序。一个流中的丢包不会影响其他流的数据传输，彻底解决了 TCP 协议中的队头阻塞问题。

3.连接迁移：TCP 连接是由四元组（源 IP、源端口、目的 IP、目的端口）标识的，当其中任何一个元素发生变化时，需要重新建立连接。QUIC 基于连接 ID 唯一识别连接，当用户的地址发生变化时，如从 Wi-Fi 切换到 4G 网络，只要连接 ID 不变，QUIC 连接依然维持，上层业务逻辑不受影响，无需重连。

4.拥塞控制：支持多种拥塞控制算法，如 TCP 协议中的 Cubic 拥塞控制算法，同时也支持 Reno、PCC、BBR、CubicBytes 等其他算法，增加了改造的灵活性。并且在应用层也对拥塞控制做了大量优化，拥有完善的数据包同步机制，保障了通信的稳定性和传输效率。

5. 安全性高：在传输层中内置了加密功能，默认支持安全的 TLS 1.3，对整个负载（包括头部）进行验证，端到端完全安全，相比 TCP 在安全性方面有很大提升。

6. 前向纠错：具有前向纠错能力，能够在一定程度上纠正传输过程中出现的错误，减少数据重传的次数，提高传输效率。

 

尽管QUIC协议已经很棒了，但是他也还存在一些没有补齐的短板：

a.应用迁移困难：将应用从基于 TCP 的 HTTP/2 迁移到基于 QUIC 的 HTTP/3 需要对整个应用层和传输层进行改造，对于一些资源有限的小厂商来说，迁移成本较高，面临较大挑战。

b. 采用受限：虽然 QUIC 有很多优势，但目前其采用仍然受到限制。除了一些大型科技公司，很多企业和服务提供商尚未广泛采用 QUIC 协议，导致其在实际应用中的覆盖范围有限。

c.安全检查问题：网络防火墙无法解密 QUIC 流量来检查数据包，可能导致潜在的恶意流量无法被标准安全功能检测出来，存在一定的安全风险。