Http3 支持

1.功能描述

HTTP3 相关协议主要包括 QUIC 协议(RFC 9000, RFC 9001, RFC 9002 RFC 9221 RFC 8899). 具体的HTTP/3 (RFC 9114), 以及QPACK (RFC 9204). 这些协议在阿里巴巴的xquic项目的doc下有翻译成中文的协议，不过版本不是最新的。还可以参考深入剖析HTTP3协议。

目前在nginx1.25.0中，已经支持http3/quic协议了，不过NINGX宣称目前对HTTP3的支持还是实验性的。

对比之前的quic分支，去除了server端push的功能，原因是浏览器（chrome）中去除了对这个功能的支持。此外还去除了stream的quic支持，开发者说可能会考虑在以后再加回来，之前开发主要是调试quic协议。

QUIC(Quick UDP Internet Connection)是谷歌推出的一套基于UDP的传输协议，它实现了TCP + HTTPS + HTTP/2的功能，目的是保证可靠性的同时降低网络延迟。因为UDP是一个简单传输协议，基于UDP可以摆脱TCP传输确认、重传慢启动等因素，建立安全连接只需要一的个往返时间，它还实现了HTTP/2多路复用、头部压缩等功能。

众所周知UDP比TCP传输速度快，TCP是可靠协议，但是代价是双方确认数据而衍生的一系列消耗。其次TCP是系统内核实现的，如果升级TCP协议，就得让用户升级系统，这个的门槛比较高，而QUIC在UDP基础上由客户端自由发挥，只要有服务器能对接就可以。

2.指令说明

开启、关闭http3功能。

Syntax:	http3 on \| off;
Default:	http3 on;
Context:	http, server

开启、关闭对QUIC协议对HTTP/0.9功能的支持。

Syntax:	http3_hq on \| off;
Default:	http3_hq off;
Context:	http, server

设置在一个Connection内允许的请求stream数目最大值

Syntax:	http3_max_concurrent_streams number;
Default:	http3_max_concurrent_streams 128;
Context:	http, server

设置在读写QUIC streams时的缓冲区大小

Syntax:	http3_stream_buffer_size size;
Default:	http3_stream_buffer_size 64k;
Context:	http, server

设置在Server端保存客户端Cid数目的最大值

Syntax:	quic_active_connection_id_limit number;
Default:	quic_active_connection_id_limit 2;
Context:	http, server

开启、关闭ebpf支持

本功能只在 Linux 5.7+ 以上内核版本中支持

Syntax:	quic_bpf on \| off；
Default:	quic_bpf off；
Context:	main

开启关闭GSO功能

本功能只在支持UDP_SEGMENT功能的Linux（>= 4.18）版本中支持

Syntax:	quic_gso on \| off;
Default:	quic_gso off;
Context:	http, server

设置host_key文件

设置文件保存在加密状态重置(encrypt stateless reset)及地址验证令牌(address validation tokens)过程中要用到的密钥。缺省情况下，这个密钥会随机产生。

Syntax:	quic_host_key file;
Default:	——；
Context:	http, server

开启关闭地址验证QUIC Address Validation特性

本特性主要用来是防止流量放大攻击。地址验证在连接建立期间和连接迁移期间进行。

Syntax:	quic_retry on \| off;
Default:	quic_retry off;
Context:	http, server

3.配置样例

njet.conf:

helper broker modules/njt_helper_broker_module.so conf/mqtt.conf;
helper ctrl modules/njt_helper_ctrl_module.so conf/njet_ctrl.conf;

load_module modules/njt_http_split_clients_2_module.so;
load_module modules/njt_agent_dynlog_module.so;
load_module modules/njt_http_location_module.so; 
load_module modules/njt_http_dyn_bwlist_module.so; 


load_module modules/njt_dyn_ssl_module.so;
load_module modules/njt_http_vtsc_module.so;

cluster_name helper;
node_name node1;

worker_processes auto;   

error_log  logs/error.log info;

events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;
    
    keepalive_timeout  65;

   
    server {
        server_name  localhost;

       
        # 为实现更佳的兼容性，建议对QUIC和TCP采用相同的端口号
        listen 8443 quic  reuseport; # QUIC
        listen 8443 ssl;             # TCP
        ssl_certificate     /home/njet/test_http3/9521264_www.tmlake.com.pem;
        ssl_certificate_key /home/njet/test_http3/9521264_www.tmlake.com.key;
        #　ssl_protocols       TLSv1.1;
        ssl_protocols       TLSv1.3;

            location / {
              
                add_header Alt-Svc 'h3=":$server_port"; ma=86400';
                    root   html;
                    index  index.html index.htm;           
            }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

     }

}

4.调用样例

在centos7下的http3测试工具可从Gitee https://gitee.com/njet-rd/http3-tools）下载

4.1 基于curl_http3 测试HTTP3

curl-http3 -vs -D/dev/stdout -o/dev/null --http3 https://quic.nginx.org
* processing: https://quic.nginx.org
*   Trying 35.214.218.230:443...
*  CAfile: /etc/pki/tls/certs/ca-bundle.crt
*  CApath: none
*   Trying 35.214.218.230:443...
......
> Accept: */*
>
< HTTP/3 200
HTTP/3 200
......

4.2 基于hey进行压测

hey -n 10 -c 5 -h3  https://quic.nginx.org
Summary:
  Total:        5.8759 secs
  Slowest:      3.9820 secs
  Fastest:      0.5170 secs  
  Average:      1.7755 secs  
  Requests/sec: 1.7019  
  Total data:   25190 bytes  
  Size/request: 2519 bytes

Response time histogram:
  0.517 [1]     |■■■■■■■■■■■■■  
  0.863 [1]     |■■■■■■■■■■■■■  
  1.210 [1]     |■■■■■■■■■■■■■  
  1.556 [2]     |■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■  
  1.903 [3]     |■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■  
  2.250 [0]     |  
  2.596 [0]     |  
  2.943 [0]     |  
  3.289 [1]     |■■■■■■■■■■■■■  
  3.636 [0]     |  
  3.982 [1]     |■■■■■■■■■■■■
......

4.3 基于浏览器访问HTTP3

在浏览器输入   https://www.tmlake.com:8443/