靠山

又是一年一度的秋季校招最先了,以往的校招各个公司都市在公司现场或者学校现场放置学生举行现场面试?然则今年由于疫情的缘故原由,不允许让同砚在现场举行一个面试,以是今年的面试形式就从线下转到了线上,面试形式的转变,然则我们审核学生的方式依旧没有转变。

校招的同砚和社招的同砚有很大的差别,他们没有厚实的工作经验,没有太多的项目履历,那么我们若何去权衡一个校招的同砚呢?那就是基础和潜力,怎么去明白基础呢?俗话说不积跬步,无以至千里,不积小流,无以成江海,若是没有一个好的基础那么怎么才气成为一个优异的工程师呢。若何去考察一个学生基础的利害呢?我以为有三个方面对照主要,盘算机网络,操作系统以及算法和数据结构,通常来说计网考察得稀奇多,常见的一些问题:

  • 网络模子分层
  • TCP和UDP的区别
  • TCP三次握手和四次挥手
  • HTTP各版本的区别

上面枚举的问题只是其中一部分,这些问题基本在上课的书籍中找到谜底,若是你这些都不会那么只能说基础算是对照差了。由于这次是视频面试,我通常会问你以为牛客网的视频面试是用的TCP照样UDP呢?在我揭晓谜底之前人人也可以想想使用的是哪个网络协议,在面试的历程中所有的同砚都回覆了应该是使用的是UDP。我问为什么使用UDP?基本都市回覆道UDP是一个无毗邻的协议,不用保证可靠性,传输速度快。我又问道若是UDP不保证可靠性,咱们在视频面试的时刻我问你问题,若是你回覆问题的视频流丢包了,那么你的谜底我就听不见了,那视频面试的体验将会异常低。不少同砚在这个时刻就会改谜底说那应该使用的是TCP吧,我这是又会问道TCP由于需要保证可靠性,然则在公网的庞大环境下,想必应该经常会泛起缓冲或者卡顿的征象吧,许多同砚这个时刻就会哑口无言了。

实在这个问题的谜底不难想出,我们可以将TCP和UDP的特征相互结合起来,让这个协议既可以保证可靠性,又可以保证实时性,这也就是我们所说的RUDP((Reliable UDP),常见的RUDP协议有QUIC,WebRTC,Aeron等等,我这里主要先容谷歌提出的QUIC,带人人明白一下RUDP的精彩,看看他们是若何既能做到可靠又能保证效率。

QUIC

QUIC(Quick UDP Internet Connection)是Google公司提出的基于UDP的高效可靠协议,他和HTTP一样同样是应用层协议。

为什么高效呢?是由于其基于无毗邻的UDP而不是基于TCP去实现的。

为什么可靠呢?由于其模拟TCP协议的可靠性,在应用层上做了可靠性的保证。

为什么需要QUIC?

互联网已经生长了几十年了,然则一提到网络协议,传输层使用得最多的照样TCP协议,应用层使用得最多的是HTTP协议,固然HTTP底层也是使用得TCP协议。虽然互联网已经生长这么久了然则对于TCP来说生长依旧缓慢,要说最大的改善应该是Google 在 ACM CoNEXT 集会上揭晓的用于改善 Web 应用响应延时TCP Fast Open,通过修改 TCP 协议行使三次握手时举行数据交流,这个在Linux内核 3.7.1 以及更高版本可以支持。由于修改TCP协议必然会修改内核从而导致系统升级,这个推动的难度异常之大。

既然我们修改内核不行,那么Google就提出了在应用层协议上修改的设施,也就有了QUIC。

谁在使用它?

首先使用它的人一定是谷歌,听说谷歌有50%的请求都是QUIC协议,微博也在周全使用QUIC协议,同时另有一些视频云服务好比七牛也在使用,在腾讯内部也有许多部门在大量使用QUIC,以是不需要忧郁这个协议使用的问题。

QUIC为什么这么牛?

0RTT 确立链接

RTT((Round-Trip Time)顾名思义就是往返时延的意思,0RTT的话意思就是QUIC可以在第一次发送的时刻就带上数据,熟悉我们TCP的同砚应该知道,TCP会有一个三次握手那么实际上也就是会有1次RTT:

若是是HTTPS的话还会使用SSL/TLS的分外握手,就会有3次RTT:

那么0RTT的确立链接QUIC是怎么做到的呢?这里得先说一下QUIC的0RTT并不是完全的0RTT,他同样需要1RTT去做一次秘钥协商,在QUIC中使用的是Diffie-Hellman密钥交流,该算法是一种确立密钥的方式,并非加密方式,但其发生的密钥可用于加密、密钥治理或任何其它的加密方式,这种密钥交流手艺的目的在于使两个用户间能平安地交流密钥(KEY)以便用于往后的报文加密。DH算法用了离散对数的相关知识,这里就不扩展解说,有兴趣的可以下来搜索这种算法。QUIC通过DH算法建立一个平安的毗邻后,客户端会缓存起来原始的毗邻信息等。在后续的历程中只要和同一个服务器确立链接都是直接发送数据,不需要再次协商秘钥,从而实现了后续的0RTT。

更为精彩拥塞控制

TCP的拥塞控制的算法稀奇多,好比基于丢包反馈的(Tahoe、Reno、New Reno、SACK), 基于延时反馈的(Vegas、Westwood),其中的Reno也就是我们最为熟悉的,它分为四个阶段:慢启动,拥塞制止,快速重传,快速恢复。

而在QUIC中使用了更为优异的机制来控制拥塞控制,它可以针对差别营业,差别网络制式,甚至差别的RTT,使用差别的拥塞控制算法。同时也会采用了packet pacing来探测网络带宽,来提升网络使用率。

更好的重传机制

在重传的机制中有一个对照主要的名词,那就是RTO(Retransmission Timeout) 重传超时时间,一样平常这个数据会凭据RTT去举行盘算,那么我们有一个更正确的RTT一定就可以有一个更好的RTO。

在TCP中重传的时刻序列号稳定,会导致我们的RTT算得不准确,好比重传的时刻你不知道你这次请求到底是和原始请求匹配照样和重试请求匹配,就会导致我们的采样RTT不准确。

在QUIC中序列号都是递增的,而且通过offset来确定在包中的真实位置,这样就可以获得更为准确的RTT。

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在TCP中盘算RTT的方式就是发出的时间和响应回来的时间相减,然则这样算出的时间不准确,在QUIC中会减去服务端Ack Delay的时间,这样的话就更为精准。

同样的在TCP中有个SACK选项,该选项打开时用于纪录传输历程中一些没有被确认的数据的局限,便于后续定向重传多组丢失数据,而不是所有重传,以是更多的局限便于更多的选择重传,也意味着更少的重传包频率。但TCP最多支持3个SACK局限,而QUIC能支持255个。

没有队头壅闭的多路复用

熟悉HTTP2.0的同砚应该知道在2.0中若是接见同一个服务器只会有一个TCP毗邻,所有的请求都市走这条毗邻:

而每个请求在Connection中叫做Stream,一个Connection中可以有多个Stream,这里有个问题是在TCP中的包是保证时序的,若是某个Stream丢了一个包,他同时也会影响其他的Stream,在更为严重的时刻反而多路复用还不如HTTP1.1的多个链接。

而在QUIC中,由于底层是基于UDP,UDP不需要保证包的时序,只会在吸收包的时刻对包举行重组,以是不会存在这个问题。这也就是为什么Google提议在HTTP3中使用QUIC的缘故原由。

更优异的流量控制

上面说了QUIC是多路复用的,在QUIC中可以针对Stream和Connection都举行流量控制。

QUIC 的流量控制和 TCP 有点区别,TCP 为了保证可靠性,窗口左边缘向右滑动时的长度取决于已经确认的字节数。若是中央泛起丢包,就算吸收到了更大序号的 Segment,窗口也无法跨越这个序列号。
但 QUIC 差别,就算此前有些 packet 没有吸收到,它的滑动只取决于吸收到的最大偏移字节数。

最主要的是我们可以举行动态设置,可以在内存不足或者上游处置性能泛起问题时,通过流量控制来限制传输速率,保障服务可用性。

毗邻迁徙

现在在手机上移动流量和wifi的切换是一个对照常见的事,每次切换ip地址都市发生变化,若是是TCP的话毗邻就会中止从而举行重新确立链接。

在QUIC不再以 IP 及端口四元组标识,而是以一个 64 位的随机数作为 ID 来标识,通过这样的方式可以举行毗邻重复行使,不会重新确立新的毗邻。

其他

在QUIC中另有更多的其他的特征,好比:

  • 通过header stream保证流顺序
  • 底层保证毗邻持久
  • 源地址令牌防止地址诱骗
  • 握手时压缩证书制止放大***这里就不逐一先容了

这里就不详解先容了,人人可以自行查阅资料搜索。

总结

实在这篇帖子也算是一个扫盲贴,信赖有许多同伙没有听说过RUDP相关的一些器械,或者说听说过然则一直以为他是一个很庞大,很难明白的器械,实在在这里摊开来讲RUDP就是一个UDP+应用层可靠协议组成的,希望人人看完这篇文章后,能有所收获。

参考文章:

  • QUIC协议是若何做到0RTT加密传输的: https://blog.csdn.net/dog250/article/details/80935534
  • 手艺扫盲-新一代基于UDP的低延时网络传输层协议——QUIC详解 :http://www.52im.net/thread-1309-1-1.html
  • QUIC协议的剖析,性能测试以及在QQ会员实践:https://www.cnblogs.com/wetest/p/9022214.html

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