1、TCP協定到底怎麼了？
現時的網際網路應用中，Web平台（準确地說是基于HTTP及其延伸協定的用戶端/伺服器應用）的資料傳輸都基于 TCP 協定。
但TCP 協定在建立連接配接之前需要進行三次握手（如下圖 1，更詳細原理請見《理論經典：TCP協定的3次握手與4次揮手過程詳解》），如果需要提高資料互動的安全性，既增加傳輸層安全協定（TLS），還會增加更多的更多握手次數（如下圖 2）。
▲ 圖 1 - TCP的三次握手原理圖
▲ 圖 2 - TLS的初始化握手原理圖
正如上面兩張圖裡示範的原理，TCP 協定連接配接建立的成本相對較高。
是以，一般的穩定網絡傳輸都是通過TCP，但是在網絡基建本身就已經越來越完善的情況下，TCP設計本身的問題便暴露了出來，特别是在弱網環境下，讓我們不得不考慮一些新的可能性。
（本文同步釋出于：http://www.52im.net/thread-2816-1-1.html）
2、QUIC協定登場
和 TCP 相反，UDP 協定是無連接配接協定。用戶端發出 UDP 資料包後，隻能“假設”這個資料包已經被服務端接收。這樣的好處是在網絡傳輸層無需對資料包進行确認，但存在的問題就是為了確定資料傳輸的可靠性，應用層協定需要自己完成包傳輸情況的确認。
此時，QUIC 協定就登場了。
QUIC 是 Quick UDP Internet Connections 的縮寫，谷歌發明的新傳輸協定。
與 TCP 相比，QUIC 可以減少延遲。
QUIC 協定可以在 1 到 2 個資料包（取決于連接配接的伺服器是新的還是已知的）内，完成連接配接的建立（包括 TLS）（如下圖3所示）。
▲ 圖 3 - QUIC 協定握手原理圖
從表面上看：QUIC 非常類似于在 UDP 上實作的 TCP + TLS + HTTP/2。由于 TCP 是在作業系統核心和中間件固件中實作的，是以對 TCP 進行重大更改幾乎是不可能的（TCP 協定棧通常由作業系統實作，如 Linux、Windows 核心或者其他移動裝置作業系統。修改 TCP 協定是一項浩大的工程，因為每種裝置、系統的實作都需要更新）。但是，由于 QUIC 建立在 UDP 之上，是以沒有這種限制。QUIC 可以實作可靠傳輸，而且相比于 TCP，它的流控功能在使用者空間而不在核心空間，那麼使用者就不受限于 CUBIC 或是 BBR，而是可以自由選擇，甚至根據應用場景自由調整優化。
QUIC 與現有 TCP + TLS + HTTP/2 方案相比，有以下幾點主要特征：
1）利用緩存，顯著減少連接配接建立時間；
2）改善擁塞控制，擁塞控制從核心空間到使用者空間；
3）沒有 head of line 阻塞的多路複用；
4）前向糾錯，減少重傳；
5）連接配接平滑遷移，網絡狀态的變更不會影響連接配接斷線。
從圖上可以看出，QUIC 底層通過 UDP 協定替代了 TCP，上層隻需要一層用于和遠端伺服器互動的 HTTP/2 API。這是因為 QUIC 協定已經包含了多路複用和連接配接管理，HTTP API 隻需要完成 HTTP 協定的解析即可。
有關QUIC的詳解請見：《技術掃盲：新一代基于UDP的低延時網絡傳輸層協定——QUIC詳解》。
3、QUIC協定的目标
QUIC 協定的主要目的，是為了整合 TCP 協定的可靠性和 UDP 協定的速度和效率。
一張圖看懂QUIC協定的優勢：
對于 Google 來說優化 TCP 協定是一個長期目标，QUIC 旨在建立幾乎等同于 TCP 的獨立連接配接，但有着低延遲，并對類似 SPDY 的多路複用流協定有更好的支援。 如果 QUIC 協定的特性被證明是有效的，這些特性以後可能會被遷移入後續版本的 TCP 和 TLS 協定（它們都有很長的開發周期）。
值得注意的是，雖然理論上來說，如果 QUIC 的特性被證明是有效的，這些特性以後可能會被遷移到後續版本的 TCP 協定中，但鑒于TCP協定長達幾十年在網際網路通信裡的壟斷地位，以及這麼多年積累下來的沉重曆史報複，想要根本性地優化或改進TCP協定，難度相當大（或許，有些事情，隻能是想想而已，IPV6還喊了這麼多年呢，不是一樣沒普及。。。）。
4、QUIC協定這麼好，可以大規模切換為QUIC嗎？
理想和現實總是有一定的差距：雖然經過多年的推廣的應用，但QUIC協定目前仍未達到大量普及的階段，在 IETF上的QUIC 依然還是草稿，并且還存在Google QUIC與IETF QUIC兩類不穩定的協定。
而且，QUIC還面臨以下挑戰：
1）小地方，路由封殺UDP 443端口（ 這正是QUIC 部署的端口）；
2）UDP包過多，由于QS限定，會被服務商誤認為是攻擊，UDP包被丢棄；
3）無論是路由器還是防火牆目前對QUIC都還沒有做好準備。
5、QUIC協定實踐
Chrome 浏覽器從 2014 年開始已經實驗性的支援了 QUIC 協定。可以通過在 Chrome 浏覽器中輸入 chrome://net-internals/#quic 檢視是否已經支援 QUIC 協定。如果還未支援，可以在 chrome://flags/#enable-quic 中進行開啟。
開始 Chrome 浏覽器對 QUIC 協定的支援之後，可以在 chrome://net-internals/#quic 中檢視到目前浏覽器的 QUIC 一些連接配接。當然目前隻有 Google 服務才支援 QUIC 協定（如 YouTube、 Google.com）。
Google 在 2015 年的一篇博文中分享了一些關于 QUIC 協定實作的結果，這些優勢在諸如 YouTube 的視訊服務上更為突出：使用者報告通過 QUIC 協定在觀看視訊的時候可以減少 30% 的重新緩沖時間。
6、我想試試QUIC協定，可以怎麼做？
目前支援 QUIC 協定的 web 服務隻有 0.9 版本以後的 Caddy 。其他常用 web 服務如 nginx、apache 等都未開始支援。
整個 QUIC 協定比較複雜，想自己完全實作一套對筆者來說還比較困難。
是以先看看開源實作有哪些。
1）Chromium：
這個是官方支援的。優點自然很多，Google 官方維護基本沒有坑，随時可以跟随 chrome 更新到最新版本。不過編譯 Chromium 比較麻煩，它有單獨的一套編譯工具。暫時不建議考慮這個方案。
2）proto-quic：
從 chromium 剝離的一個 QUIC 協定部分，但是其 github 首頁已宣布不再支援，僅作實驗使用。不建議考慮這個方案。
3）goquic：
goquic 封裝了 libquic 的 go 語言封裝，而 libquic 也是從 chromium 剝離的，好幾年不維護了，僅支援到 quic-36， goquic 提供一個反向代理，測試發現由于 QUIC 版本太低，最新 chrome 浏覽器已無法支援。不建議考慮這個方案。
4）quic-go：
quic-go 是完全用 go 寫的 QUIC 協定棧，開發很活躍，已在 Caddy 中使用，MIT 許可，目前看是比較好的方案。
那麼，對于中小團隊或個人開發者來說，比較推薦的方案是最後一個，即采用 caddy 來部署實作 QUIC。caddy 這個項目本意并不是專門用來實作 QUIC 的，它是用來實作一個免簽的 HTTPS web 伺服器的（caddy 會自動續簽證書）。而QUIC 隻是它的一個附屬功能（不過現實是——好像用它來實作 QUIC 的人更多）。
從Github的技術趨勢來說，有關QUIC的開源資源越來越多，有興趣可以自已逐一研究研究：https://github.com/search?q=quic
7、本文小結
QUIC 協定開創性的使用了 UDP 協定作為底層傳輸協定，通過各種方式減少了網絡延遲。
雖然目前 QUIC 協定已經運作在一些較大的網站上，但離大範圍普及還有較長的一段距離，期待 QUIC 協定規範能夠成為終稿，并在除了谷歌浏覽器之外的其他浏覽器和應用伺服器中也能夠實作。
8、參考資料
《技術掃盲：新一代基于UDP的低延時網絡傳輸層協定——QUIC詳解》
《讓網際網路更快：新一代QUIC協定在騰訊的技術實踐分享》
《七牛雲技術分享：使用QUIC協定實作實時視訊直播0卡頓！》
Google的“ Next generation multiplexed transport over UDP”文檔：
Next generation multiplexed transport over UDP.pdf (563.01 KB ）
9、系列文章
本文是系列文章中的第10篇，本系列文章的大綱如下：
《網絡程式設計懶人入門(一)：快速了解網絡通信協定（上篇）》
《網絡程式設計懶人入門(二)：快速了解網絡通信協定（下篇）》
《網絡程式設計懶人入門(三)：快速了解TCP協定一篇就夠》
《網絡程式設計懶人入門(四)：快速了解TCP和UDP的差異》
《網絡程式設計懶人入門(五)：快速了解為什麼說UDP有時比TCP更有優勢》
《網絡程式設計懶人入門(六)：史上最通俗的集線器、交換機、路由器功能原理入門》
《網絡程式設計懶人入門(七)：深入淺出，全面了解HTTP協定》
《網絡程式設計懶人入門(八)：手把手教你寫基于TCP的Socket長連接配接》
《網絡程式設計懶人入門(九)：通俗講解，有了IP位址，為何還要用MAC位址？》
《網絡程式設計懶人入門(十)：一泡尿的時間，快速讀懂QUIC協定》（本文）
附錄：更多網絡程式設計相關資料推薦
《TCP/IP詳解 - 第11章·UDP：使用者資料報協定》
《TCP/IP詳解 - 第17章·TCP：傳輸控制協定》
《TCP/IP詳解 - 第18章·TCP連接配接的建立與終止》
《TCP/IP詳解 - 第21章·TCP的逾時與重傳》
《技術往事：改變世界的TCP/IP協定（珍貴多圖、手機慎點）》
《通俗易懂-深入了解TCP協定（上）：理論基礎》
《通俗易懂-深入了解TCP協定（下）：RTT、滑動視窗、擁塞處理》
《理論經典：TCP協定的3次握手與4次揮手過程詳解》
《理論聯系實際：Wireshark抓包分析TCP 3次握手、4次揮手過程》
《計算機網絡通訊協定關系圖（中文珍藏版）》
《UDP中一個包的大小最大能多大？》
《P2P技術詳解(一)：NAT詳解——詳細原理、P2P簡介》
《P2P技術詳解(二)：P2P中的NAT穿越(打洞)方案詳解》
《P2P技術詳解(三)：P2P技術之STUN、TURN、ICE詳解》
《通俗易懂：快速了解P2P技術中的NAT穿透原理》
《高性能網絡程式設計(一)：單台伺服器并發TCP連接配接數到底可以有多少》
《高性能網絡程式設計(二)：上一個10年，著名的C10K并發連接配接問題》
《高性能網絡程式設計(三)：下一個10年，是時候考慮C10M并發問題了》
《高性能網絡程式設計(四)：從C10K到C10M高性能網絡應用的理論探索》
《高性能網絡程式設計(五)：一文讀懂高性能網絡程式設計中的I/O模型》
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《不為人知的網絡程式設計(一)：淺析TCP協定中的疑難雜症(上篇)》
《不為人知的網絡程式設計(二)：淺析TCP協定中的疑難雜症(下篇)》
《不為人知的網絡程式設計(三)：關閉TCP連接配接時為什麼會TIME_WAIT、CLOSE_WAIT》
《不為人知的網絡程式設計(四)：深入研究分析TCP的異常關閉》
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《不為人知的網絡程式設計(六)：深入地了解UDP協定并用好它》
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