Комитет IETF (Internet Engineering Task Force), занимающийся развитием протоколов и архитектуры интернета, завершил формирование RFC для протокола HTTP/3.0 и опубликовал связанные с ним спецификации под идентификаторами RFC 9114 (протокол) и RFC 9204 (технология сжатие заголовков QPACK для HTTP/3). Спецификация HTTP/3.0 получила статус “Предложенного стандарта”, после чего начнётся работа по приданию RFC статуса чернового стандарта (Draft Standard), фактически означающего полную стабилизацию протокола и учёт всех высказанных замечаний. Одновременно опубликованы обновлённые варианты спецификаций для протоколов HTTP/1.1 (RFC 9112) и HTTP/2.0 (RFC 9113), а также
документы, определяющие семантику HTTP-запросов (RFC 9110) и HTTP-заголовки управления кэшированием (RFC 9111).
Протокол HTTP/3 определяет использование протокола QUIC (Quick UDP Internet Connections) в качестве транспорта для HTTP/2. QUIC представляет собой надстройку над протоколом UDP, поддерживающую мультиплексирование нескольких соединений и обеспечивающую методы шифрования, эквивалентные TLS/SSL. Протокол был создан в 2013 году компанией Google в качестве альтернативы связке TCP+TLS для Web, решающей проблемы с большим временем установки и согласования соединений в TCP и устраняющей задержки при потере пакетов в процессе передачи данных.
В настоящее время поддержка QUIC и HTTP/3.0 уже реализована во всех популярных web-браузерах (в Chrome, Firefox и Edge поддержка HTTP/3 включена по умолчанию, а в Safari требует включения настройки “Advanced > Experimental Features > HTTP/3”). На серверной стороне реализации HTTP/3 доступны для nginx (в отдельной ветке и в форме отдельного модуля), Caddy, IIS и LiteSpeed.
Поддержку HTTP/3 также обеспечивает сеть доставки контента Cloudflare.
Основные особенности QUIC:
- Высокая безопасность, аналогичная TLS (по сути QUIC предоставляет возможность использования TLS поверх UDP);
- Контроль за целостностью потока, предотвращающий потерю пакетов;
- Возможность мгновенно установить соединение (0-RTT, примерно в 75% случаев данные можно передавать сразу после отправки пакета установки соединения) и обеспечить минимальные задержки между отправкой запроса и получением ответа (RTT, Round Trip Time);
- Использование при повторной передаче пакета другого номера последовательности, что позволяет избежать двусмысленности при определении полученных пакетов и избавиться от таймаутов;
- Потеря пакета влияет на доставку только связанного с ним потока и не останавливает доставку данных в параллельно передаваемых через текущее соединение потоках;
- Средства коррекции ошибок, минимизирующие задержки из-за повторной передачи потерянных пакетов. Использование специальных кодов коррекции ошибок на уровне пакета для сокращения ситуаций, требующих повторной передачи данных потерянного пакета.
- Границы криптографических блоков выравнены с границами пакетов QUIC, что уменьшает влияние потерь пакетов на декодирование содержимого следующих пакетов;
- Отсутствие проблем с блокировкой очереди TCP;
- Поддержка идентификатора соединения, позволяющего сократить время на установку повторного соединения для мобильных клиентов;
- Возможность подключения расширенных механизмов контроля перегрузки соединения;
- Использование техники прогнозирования пропускной способности в каждом направлении для обеспечения оптимальной интенсивности отправки пакетов, предотвращая скатывание в состояние перегрузки, при которой наблюдается потеря пакетов;
- Заметный прирост производительности и пропускной способности по сравнению с TCP. Для видеосервисов, таких как YouTube, применение QUIC показало сокращение операций повторной буферизации при просмотре видео на 30%.
Из изменений в спецификации HTTP/1.1 можно отметить запрет на обособленное использование символа возврата каретки (CR) вне тела с содержимым, т.е. в элементах протокола символ CR может применяться только вместе с символом перевода строки (CRLF). Алгоритм компоновки chunked-запросов доработан для упрощения разделения прикреплённых полей от секции с заголовками. Добавлены рекомендации по обработке неоднозначного содержимого для блокирования атак класса “HTTP Request Smuggling”, позволяющих вклиниваться в содержимое запросов других пользователей в потоке между фронтэндом и бэкендом.
В обновлении спецификации HTTP/2.0 явно определена поддержка TLS 1.3. Переведена в категорию устаревших схема определения приоритетов и связанные с ней поля в заголовках. Объявлен устаревшим не получивший распространения механизм обновления соединения с HTTP/1.1. Сокращены требования к проверке имён полей и значений. Предложены для использования некоторые ранее зарезервированные типы кадров и параметры. Более точно определены запрещённые поля заголовков, относящиеся к соединению.