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一、什么是QUIC、TCP？

QUIC全称Quick UDP Internet Connection，由命名可以看出，该协议是一种基于UDP的低时延的互联网传输层协议。

TCP全称Transmission Control Protocol，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。

单从协议栈结构可以分析出，QUIC实际属于HTTP/2、TLS、UDP的结合。

二、QUIC浅析

1、QUIC发展史

①QUIC于2012年开始实施部署；

②在2013年时，被公布于众；

③2015年中，提交草案于IETF开始标准化之路；

④2016年QUIC工作组正式成立；

⑤2018年末，HTTP/3问世；

⑥2021年中，IETF基于RFC 9000对其进行了标准化，使其真正全球化。

2、QUIC的特性

①相对于UDP，它提供了可靠传输；

②相对于TCP，它拥有更短的连接建立时间，QUIC握手过程详解见下图；

③更加出色的拥塞控制；

④更加出色的多路复用；

⑤具有前向纠错能力；

⑥链接迁移。

三、QUIC与TCP

1、QUIC在网络安全方面可谓是用心良苦，它完全以加密形式通信，未加密的通信是完全被禁止的。在这一点上仁者见仁，智者见智，主要取决于开发者们的需求。

2、QUIC在建立安全连接的时间上可以说是完全碾压TCP+TLS，其主要原因是QUIC发送打开连接的同时，响应数据包中还包含后续需要使用的加密数据包的数据。也不需要建立TCP连接，只需通过其他数据包协商安全协议。对比见下图：

TCP+TLS几乎需要长达300ms的建立连接时间，而QUIC建立连接时间远低于此。

3、在拥塞控制方面，QUIC也是下足了功夫，不仅支持TCP协议中的Cubic拥塞控制算法，同时也支持其他5种拥塞控制算法，它们分别是Reno、PCC、BBR、CubicBytes、Reno，由于支持多种不同算法，而增加了改造的灵活性。除此之外，QUIC在应用层也对其做了大量的优化，且拥有完善的数据包同步机制，这也为通信稳定性、传输效率性、流畅性奠定了基础。

4、多路复用方面，QUIC可以复用多个stream，同时其中一个stream的丢包并不会影响其他stream，这也说明了在QUIC中，每个stream是相对独立的。这下算是彻底解决了TCP协议中队头阻塞问题。

5、正是由于QUIC是基于UDP协议，所以它在弱网环境中表现相对于TCP要强得多。

四、结论

QUIC协议对比TCP协议，主要最优化在于：一是增加多种拥塞控制算法；二是增加了时间戳选项，可有效提高RTT的测量精准性；三是大大降低建立连接时间；四是增加SACK，优化判断丢包的精准性，有效提高数据重传效率。

TCP协议对比QUIC协议，主要优势在于：一是TCP滑动窗口能够同时兼顾流量控制及保序；二是TCP拥有更加简洁的协议头，但又不失可靠性。

总而言之，QUIC与TCP各有千秋，在数据吞吐上，QUIC毫无疑问更加优秀，但是在资源占用方面，TCP又是优于QUIC。所以无论是TCP还是QUIC，它们都是在特定环境下不可替代的存在，我相信在未来的互联网世界中，它们是可以共存的。