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揭秘网宿基于新一代QUIC协议的优化实践

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发布于 2023/12/06 13:12
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近日,LiveVideoStackCon 2023音视频技术大会深圳站成功举办。流媒体应用场景日趋多样,TCP协议在弱网场景下表现不佳,而QUIC以其低延迟以及灵活的传输算法更加适用于各种网络环境下的媒体传输。会上,网宿科技流媒体研发经理庄晓川与多位行业资深专家共同探讨,QUIC在应对复杂网络环境下的传输能力,以及网宿科技在QUIC协议上的优化实践。

庄晓川认为:QUIC已经成为WebTransport传输标准,流媒体从业者可以基于QUIC构建低延迟传输网络,提供更好的用户体验。

网宿基于QUIC的技术方案实践

网宿科技多年来一直致力于解决网络传输难题,很早便开始了对QUIC协议的探索,在2018年就实现了对QUIC协议的支持。随着HTTP/3标准发布,网宿在2022年进一步升级全业务产品线,全面支持gQUIC和iQUIC所有版本,打造新一代分发加速服务平台,具备更强的抗弱网能力和更高的传输效率。

在技术架构层面,网宿QUIC充分发挥全球边缘节点的资源和线路优势,覆盖网页、点播、下载、安全、直播等产品线,在现有产品架构的基础之上,攻破QUIC的技术难点,实现第一公里和最后一公里的进阶提速,为各行业客户提供更强大的服务支撑。

网宿QUIC技术全景图

网宿QUIC技术方案主要包括以下几个方面:

1. 网宿QUIC提供全局和域名粒度的配置策略,支持一站式自助服务,全平台秒级生效;

2. 利用EBPF实现针对UDP低延迟协议的链接管理,该技术方案适用于包括QUIC、RTC、SRT等协议,同时支持QUIC的链接迁移;

3. 在RTMP/RTMPS进程迁移的基础上,实现新旧进程的无缝迁移,保证传输稳定性。同时支持2000+链接在1.5s内迁移到新进程,保证用户无感知;

4. 在固定秘钥的基础上,依赖网宿高性能边缘KV服务,进一步提升0-RTT成功率和安全性,成功率可提升至90%+

5. 利用QUIC数据交互的特性,网宿QUIC基于云端协同方案,实现建联以及过程中的QOS/QOE传输优化。

具体而言,网宿QUIC技术方案具备几个优势:

1. 低门槛:通过网宿QUIC SDK或者自研客户端即可接入QUIC服务,无需增加任何中间环节;

2. 高性能:各业务CPU使用率跟HTTPS保持持平,可支撑大规模的QUIC服务流量;

3. 更安全:用户证书配置,边缘KV秘钥策略,保证0-RTT的同时,降低放大攻击等风险;

4. 更通用:兼容所有QUIC协议版本,支持主流的拥塞控制算法,适用于全业务产品线。

网宿QUIC的优化实战数据

网宿基于业务场景和网络环境的实战也发现,QUIC优化效果明显。以直播业务为例,使用同一服务器,推两路1M码率的直播流到同一边缘节点,在丢包20%的情况下,QUIC的流畅度比TCP高20%,首包时间比TCP少0.2-0.8秒,传输性能显著提升

庄晓川进一步表示,WebTransport标准已经基于QUIC进行构建,天然复用QUIC和HTTP/3的特性,使得QUIC的应用前景更加明朗。网宿科技也希望跟业界伙伴一起,共建良好的QUIC生态环境,在云端协同、开放共享等方面共同助力QUIC技术的蓬勃发展。

科普贴:新一代互联网传输协议QUIC

QUIC于2012年由谷歌提出,并应用在谷歌各业务场景。2015年谷歌将QUIC协议提交给IETF官方组织,2016年正式成立IETF工作组,随着2022年RFC9114标准落地,H3正式发布,成为继HTTP1.X、H2以后第三个重要的HTTP版本。

根据W3Techs统计,2021年1月份HTTP/3市场占有率仅有1%,截止2023年9月份已经增长到26.5%。QUIC的出现弥补了TCP在某些场景的缺陷,主要体现在0-RTT快速建联、链接迁移、应用层队头阻塞、用户态协议栈等方面。同时QUIC基于TLS以及ACK机制,解决了UDP安全和可靠性问题。

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