传统的网络连接有这样一个问题:当我们通过WiFi连接视频会议时,突然有事儿外出,客户端需要从WiFi连接转到4G/5G移动数据网络,在此过程中,可能导致与视频服务器的连接的关闭并重新加载,甚至视频中断。
这个现象是TCP传输控制协议所表现的低效问题之一。我们知道,TCP协议规定了两个 IP 地址之间数据传输,如果其中一个 IP 地址发生变化,比如说在5G移动网络时,客户端移动到新网络后,由于旧网络连接不可用,它需要与服务器建立新的TCP连接。
虽然重新握手并建立连接仍然可用,但显得效率的比较低下。毕竟,只是IP 地址发生了变化,有关TCP连接及其状态的其他所有内容,如传输层安全性 (TLS) 协议加密参数等可以保持不变。
下面我们来看看一种基于UDP的低时延的互联网传输层QUIC协议(Quick UDP Internet Connection),是如何解决上面这个问题的。在QUCI协议中,不再纯粹地依赖IP地址来定义连接。它为每个连接都分配一个编号,即所谓的连接 ID (CID)。
因此,即使我们更改了网络和IP地址,只要继续使用相同的CID,“旧”连接仍然可用。服务器不在乎 IP 地址是否更改。也就这意味着客户端和服务器都可以保持现有的连接状态。
如上图所示,当客户端移动到5G网络后,可以继续使用在Wi-Fi网络上使用的相同 QUIC CID,从而允许服务器保持连接处于活动状态,解决了TCP中普遍存在的性能低效率的问题。
但是我们可以发现,一个CID绑定的一条特定链接,如果CID暴露,对用户来说,这条连接将是非常不安全的。那么QUIC是怎么解决这个问题的?
在QUIC连接中,客户端和服务器会共同决定描述同一底层连接的CID列表,将多个CID分配给同一个基础连接,当用户每次更改网络时,也将同时更改CID,从而保障连接的安全性。