QUIC — новый транспортный протокол связи, который отличается уменьшенным временем задержки, большей надёжностью и безопасностью, чем широко используемый сегодня TCP (RFC 793).
Уже много рассказывалось о преимуществах транспорта QUIC, который взят за основу будущего стандарта HTTP/3. В HTTP следующего поколения транспорт TCP меняется на QUIC, что означает автоматическое ускорение соединений и зашифровку всего интернет-трафика, который раньше шёл в открытом виде по TCP. Нешифрованный QUIC не предусмотрен вообще.
В мае 2021 года состоялось знаменательное событие: протокол QUIC принят в качестве официального стандарта RFC9000. Это великолепные новости для всей интернет-экосистемы.
Утверждением таких стандартов занимается Инженерный совет Интернета (IETF). Ранее были оформлены вспомогательные стандарты RFC 9001, RFC 9002 и RFC 8999.
Таким образом, QUIC версии 1 теперь официально принят и утверждён. Все участвующие стороны могут завершить эксперименты с черновиками протокола и перейти на первую официальную версию.
В последние годы QUIC был одним из главных приоритетов IETF. Появившись как эксперимент Google, вскоре разработка QUIC вышла на международный уровень. Она велась почти пять лет. Зафиксировано 26 очных собраний, 1749 задач в трекере и многие тысячи писем в почтовой рассылке.
QUIC — очень амбициозный проект, который принесёт большие изменения. «Транспортная экосистема интернета за несколько десятилетий закостенела, а QUIC оживит её», — пишут инженеры из компании Fastly, которые входят в рабочую группу по разработке протокола.
Окостенение означает, что система с каждым годом становится всё менее гибкой, менее подвижной. QUIC принесёт в транспортный уровень множество инноваций, включая обязательное шифрование, версионность, гораздо более богатый и более производительный набор сервисов, поверх которых будут строиться новые технологии. Предполагается, что QUIC приведёт к появлению нового поколения интернет-инноваций. Это уже начало происходит с расширениями, такими как ненадёжные датаграммы (Unreliable Datagram Extension). Ненадёжные датаграммы открывают двери перед новым классом медиа в реальном времени и другими приложениями, которым нужен более функциональный транспорт, чем обязательная доставка пакетов с обрывом канала при потере нескольких пикселей. Мы уже видим многообещающие технологии, такие как MASQUE и WebTransport.
HTTP/3
Стандарт HTTP/3 (это HTTP поверх QUIC) идёт с небольшим опозданием за QUIC и тоже будет официально принят в самое ближайшее время.
34-й (!) драфт HTTP/3
С момента принятия HTTP/2 прошло шесть лет: спецификация RFC 7540 опубликована в мае 2015-го, но пока не используется повсеместно. Протокол реализован во всех браузерах ещё с конца 2015 года, а спустя три года только 45,4% из 10 млн самых популярных интернет-сайтов поддерживают HTTP/2. Два с половиной года назад таких было 31,2%. Севсем недавно на HTTP/2 перешли сайты Amazon, Paypal, Telegram.org.
Cейчас практически готова третья версия HTTP/3, осталось совсем немного подождать.
QUIC представляет собой замену TCP, которая работает поверх UDP. Изначально эта технология была создана инженерами Google, как и предыдущий протокол SPDY, который стал основой HTTP/2. В первое время QUIC именовали “HTTP/2-encrypted-over-UDP”.
Затем разработку QUIC передали в IETF для стандартизации. Здесь он разделилcя на две части: транспорт и HTTP. Идея в том, что транспортный протокол можно использовать также для передачи других данных, а не только эксклюзивно для HTTP или HTTP-подобных протоколов. Однако название осталось таким же: QUIC. Разработкой транспортного протокола занимается рабочая группа QUIC Working Group в IETF.
Долгое время версия IETF называлась iQUIC, в то время как Google и другие продолжили работу над собственной реализацией gQUIC, но 7 ноября 2018 года один из ведущих разработчиков протокола Дмитрий Тихонов объявил, что стороны достигли совместимости протоколов, и теперь разработка продолжится в общем русле. QUIC в Chrome включается в настройках chrome://flags. Есть ещё расширение-индикатор, которое показывает, какие сайты поддерживают QUIC.
Встроенная безопасность и производительность
В чём преимущества транспортного протокола QUIC перед TCP? Преимуществ очень много. По словам руководителя рабочей группы Марка Ноттингема, переход от устаревшего TCP на новые протоколы просто неизбежен, поскольку сейчас очевидно, что TCP страдает от проблем неэффективности.
«Поскольку TCP — протокол доставки пакетов по порядку, то потеря одного пакета может помешать доставке приложению последующих пакетов из буфера. В мультиплексированном протоколе это может привести к большой потере производительности, — объясняет Марк Ноттингем. — QUIC пытается решить эту проблему с помощью эффективной перестройки семантики TCP (вместе с некоторыми аспектами потоковой модели HTTP/2) поверх UDP».
Кроме перехода значительного объёма трафика с TCP на UDP, протокол QUIC требует обязательного шифрования: нешифрованного QUIC не существует вообще. QUIC использует TLS 1.3 для установки ключей сессии, а затем шифрования каждого пакета. Но поскольку он основан на UDP, значительная часть информации о сессии и метаданных, открытых в TCP, шифруется в QUIC.
В статье «Будущее интернет-протоколов» Марк Ноттингем говорит о значительных улучшениях в безопасности с переходом на QUIC:
На самом деле текущий «короткий заголовок» iQUIC — который используется для всех пакетов, кроме рукопожатия — выдаёт только номер пакета, необязательный идентификатор соединения и байт состояния, необходимый для процессов вроде смены ключей шифрования и типа пакета (который тоже может быть зашифрован). Всё остальное зашифровано — включая пакеты ACK, что значительно повышает планку для проведения атак с анализом трафика.
Кроме того, становится невозможна пассивная оценка RTT и потерь пакетов путём простого наблюдения за соединением; там недостаточно информации для этого.
Отсутствие наблюдаемости вызвало серьёзную озабоченность у некоторых представителей сообщества операторов связи. Они говорят, что такие пассивные измерения критически важны для отладки и анализа их сетей.
Одно из предложений для решения этой проблемы — введение спин-бита. Это бит в заголовке, который меняет своё значение один раз по пути туда-обратно, так что наблюдатель может оценить RTT. Поскольку он не привязан к состоянию приложения, то не должен выдавать никакой информации о конечных точках, кроме примерной оценки местоположения сети.
Возможно, принятие стандарта QUIC произошло бы и раньше, если бы компания Google не поспешила внедрить свою реализацию в браузер Chrome, так что случилось «раздвоение» стандарта.
Тем не менее, прогресс неизбежен — и в ближайшие годы обязательно продолжится стандартизация и повсеместное внедрение различных протоколов нового поколения, в том числе HTTP/3 на транспорте QUIC.
См. также:
- «HTTP/3: от корней до кончиков»
- «Будущее интернет-протоколов», Марк Ноттингем
Отмечайте юбилей GlobalSign и получайте скидки!
