解析QUIC/HTTP3 ：未来互联网的基石

由浅入深，详细解析。从常见传输协议的进化过程开始介绍，全面地分析了传输协议、TLS版本、HTTP的发展。
原理清晰，逻辑严密。从传输协议设计的角度出发，详细介绍了QUIC各方面的实现，并结合QUIC报文的具体格式介绍了QUIC的连接过程和传输方式。
精准深入，示例翔实。介绍了QUIC常用的分析工具，并以具体实例展示了使用方法。
结合源码，实用性强。分析了最常用的源码之一quic-go，介绍了最常用的应用之一DNS。

随着通信技术的不断进步，越来越多的应用开始向HTTP3迁移，这极大地提升了互联网的数据传输效率与安全性。本书深入浅出地剖析了HTTP3的网络传输层协议QUIC，是作者在多年实践中总结的智慧结晶。本书不仅可以帮助读者精准判断QUIC技术的适用场景，还能在问题出现时，迅速帮助读者分析原因并找到解决方案。本书适用于那些对新兴互联网技术感兴趣的网络工程师、开发人员和科研人员。

前言<br />第1章  QUIC产生背景1<br />1.1  网络传输协议1<br />1.1.1  UDP1<br />1.1.2  TCP2<br />1.1.3  SCTP6<br />1.1.4  其他协议10<br />1.2  TLS版本演化10<br />1.2.1  SSL系列协议10<br />1.2.2  TLS 1.015<br />1.2.3  TLS 1.116<br />1.2.4  TLS 1.217<br />1.2.5  TLS 1.319<br />1.3  HTTP版本演化20<br />1.3.1  HTTP122<br />1.3.2  HTTP1.123<br />1.3.3  HTTP226<br />1.4  QUIC的诞生29<br />第2章  QUIC报文35<br />2.1  分层35<br />2.2  报文格式36<br />2.2.1  长首部报文37<br />2.2.2  短首部报文44<br />2.2.3  无状态重置报文45<br />2.3   连接标识46<br />2.3.1  发布连接标识47<br />2.3.2  撤销连接标识48<br />2.3.3  零长度的连接标识50<br />2.3.4  连接标识协商与验证50<br />2.4   报文编号53<br />2.4.1  报文编号空间53<br />2.4.2  报文编号编码54<br />2.4.3  报文编号解码55<br />2.5  流58<br />2.5.1  流标识59<br />2.5.2  流的打开和关闭60<br />2.5.3  流状态61<br />2.6  帧65<br />2.6.1  PADDING帧66<br />2.6.2  PING帧66<br />2.6.3  ACK帧67<br />2.6.4  RESET_STREAM帧69<br />2.6.5  STOP_SENDING帧70<br />2.6.6  CRYPTO帧70<br />2.6.7  NEW_TOKEN帧71<br />2.6.8  STREAM帧71<br />2.6.9  MAX_DATA帧72<br />2.6.10  MAX_STREAM_DATA帧72<br />2.6.11  MAX_STREAMS帧73<br />2.6.12  DATA_BLOCKED帧73<br />2.6.13  STREAM_DATA_BLOCKED帧74<br />2.6.14  STREAMS_BLOCKED帧74<br />2.6.15  NEW_CONNECTION_ID帧74<br />2.6.16  RETIRE_CONNECTION_ID帧75<br />2.6.17  PATH_CHALLENGE帧76<br />2.6.18  PATH_RESPONSE帧76<br />2.6.19  CONNECTION_CLOSE帧76<br />2.6.20  HANDSHAKE_DONE帧77<br />2.6.21  扩展其他帧78<br />2.7  错误码78<br />2.7.1  连接错误码78<br />2.7.2  应用错误码80<br />2.8  传输参数81<br />2.9  变长整型编码84<br />第3章  QUIC基础85<br />3.1  报文确认85<br />3.1.1  生成确认85<br />3.1.2  处理确认和重传87<br />3.1.3  RTT计算89<br />3.1.4  丢包检测90<br />3.1.5  探测超时91<br />3.2  流控92<br />3.2.1  流级别的流控93<br />3.2.2  连接级别的流控94<br />3.3  拥塞控制95<br />3.3.1  拥塞控制概述95<br />3.3.2  QUIC拥塞控制的改进97<br />3.3.3  ECN99<br />3.3.4  QUIC拥塞控制算法NewReno101<br />3.3.5  QUIC拥塞控制算法BBR103<br />3.4  PMTU探测105<br />3.4.1  PMTUD106<br />3.4.2  DPLPMTUD107<br />3.5  地址验证110<br />3.5.1  连接建立期间隐式地址验证111<br />3.5.2  通过重试报文进行地址验证112<br />3.5.3  通过NEW_TOKEN帧进行地址验证113<br />3.5.4  通过PATH_CHALLENGE帧进行地址验证115<br />3.6  连接迁移116<br />3.6.1  客户端有意的连接迁移116<br />3.6.2  客户端无意的连接迁移117<br />3.6.3  客户端迁移安全考虑118<br />3.6.4  服务器移到首选地址121<br />3.7  中间件的RTT测量123<br />第4章  QUIC加密与保护127<br />4.1  TLS 1.3介绍127<br />4.1.1  TLS 1.3的密钥127<br />4.1.2  TLS 1.3首次连接130<br />4.1.3  TLS 1.3恢复连接135<br />4.1.4  密钥更新138<br />4.2  QUIC与TLS 1.3139<br />4.2.1  TCP与TLS139<br />4.2.2  QUIC与TLS的关系140<br />4.2.3  QUIC与TLS的接口142<br />4.2.4  QUIC对TLS的修改145<br />4.3  QUIC的报文保护146<br />4.3.1  QUIC的加密级别147<br />4.3.2  丢弃密钥148<br />4.4  首部保护150<br />4.5  负载保护153<br />4.5.1  初始报文154<br />4.5.2  重试报文155<br />4.5.3  密钥更新156<br />4.6  连接恢复与0-RTT158<br />4.6.1  0-RTT的发送与接收158<br />4.6.2  0-RTT密钥160<br />第5章  QUIC连接的建立与关闭162<br />5.1  首次建立连接162<br />5.1.1  QUIC报文交互163<br />5.1.2  验证客户端证书166<br />5.1.3  建立连接时TLS参数不匹配166<br />5.1.4  建立连接过程中丢包167<br />5.1.5  版本协商170<br />5.2  连接恢复172<br />5.2.1  连接恢复过程  173<br />5.2.2  0-RTT传输参数174<br />5.2.3  0-RTT安全175<br />5.2.4  0-RTT例子177<br />5.3  连接关闭 179<br />5.3.1  空闲超时180<br />5.3.2  立即关闭182<br />5.3.3  无状态重置184<br />第6章  QUIC中间件188<br />6.1  简单的负载均衡188<br />6.1.1  服务器共享地址189<br />6.1.2  服务器不共享地址190<br />6.2  协作的负载均衡191<br />6.2.1  连接标识的格式192<br />6.2.2  配置代理193<br />6.2.3  服务器生成连接标识193<br />6.2.4  负载均衡器路由算法194<br />6.3  重试卸载195<br />6.3.1  不共享状态的重试卸载197<br />6.3.2  共享状态的重试卸载198<br />第7章  QUIC扩展协议201<br />7.1  多路QUIC201<br />7.1.1  多路QUIC传输参数202<br />7.1.2  报文编号空间202<br />7.1.3  增加的新帧202<br />7.1.4  多路的加解密205<br />7.1.5  新路径建立和拆除过程205<br />7.1.6  数据的调度208<br />7.2  不可靠数据报209<br />第8章  HTTP3212<br />8.1  流的使用212<br />8.1.1  控制流214<br />8.1.2  推送流214<br />8.1.3  编码器流和解码器流215<br />8.2  HTTP3帧215<br />8.2.1  DATA帧216<br />8.2.2  HEADER帧217<br />8.2.3  CANCEL_PUSH帧217<br />8.2.4  SETTING帧217<br />8.2.5  PUSH_PROMISE帧218<br />8.2.6  GOAWAY帧219<br />8.2.7  MAX_PUSH_ID帧219<br />8.3  HTTP3交互220<br />8.3.1  建立连接220<br />8.3.2  请求和响应220<br />8.3.3  服务器推送222<br />8.3.4  连接关闭224<br />8.4  QPACK226<br />8.4.1  前缀整数编码227<br />8.4.2  静态字典228<br />8.4.3  动态字典228<br />8.4.4  字段行集合编码232<br />8.4.5  QPACK例子235<br />第9章  基于QUIC的其他协议237<br />9.1  DNS237<br />9.1.1  DNS简介237<br />9.1.2  DoQ239<br />9.2  使用QUIC的通用考虑240<br />9.2.1  0-RTT使用的考虑240<br />9.2.2  保活的考虑240<br />9.2.3  传输协议回退的考虑241<br />9.2.4  流的使用242<br />9.2.5  连接关闭242<br />9.2.6  应用标识242<br />第10章  QUIC开源代码与应用实例243<br />10.1  接口介绍 243<br />10.1.1  QUIC的配置244<br />10.1.2  TLS的配置245<br />10.1.3  服务器接口246<br />10.1.4  客户端的接口246<br />10.1.5  连接的接口247<br />10.1.6  流的接口248<br />10.2  源码使用248<br />10.2.1  使用QUIC248<br />10.2.2  HTTP3接口使用252<br />10.3  quic-go源码分析254<br />10.3.1  QUIC源码分析254<br />10.3.2  HTTP3源码分析256<br />10.3.3  qtls源码分析258<br />第11章  分析工具263<br />11.1  qlog263<br />11.2  qvis265<br />11.3  wireshark268<br />第12章  QUIC未来展望271<br />12.1  QUIC的局限性 271<br />12.2  QUIC未来发展273