QUIC 在高速网络下不够快-低调大师

QUIC 在高速网络下不够快

2024-10-22 259

研究者发表了一份报告表明，QUIC 在高速网络下的性能不足，可能导致数据传输速度下降，尤其是在文件传输、视频流媒体和网页浏览等应用场景中。

研究表明，与传统的 TCP+TLS+HTTP/2 协议栈相比，UDP+QUIC+HTTP/3 协议栈在高速网络下的数据率可能降低至多 45.2%。性能差距随着底层带宽的增加而扩大，这种现象在不同的数据传输客户端、主流 Web 浏览器、不同类型的主机（桌面、移动）和多样化的网络（有线宽带、无线）上都能观察到。

这不仅影响了文件传输，还影响了视频流媒体（在高速以太网和 5G 下，视频比特率降低至多 9.8%）和网页浏览（平均页面加载时间比 HTTP/2 长 3.0%）。通过深入的数据包追踪分析和内核与用户空间的性能分析，研究者们确定了性能瓶颈主要在于接收端的处理开销，特别是对于数据包和 QUIC 的用户空间 ACK 处理。

简单来讲，当网络带宽超过一定阈值（大约在 500 Mbps 至 600 Mbps 之间）时，QUIC 的性能开始落后于 HTTP/2。在 Chrome 浏览器上的测试显示，当带宽达到 1 Gbps 时，QUIC 的性能比 HTTP/2 慢 45.2%。在移动客户端上，由于计算资源有限，性能差距甚至更大。

此外，对于网页浏览，研究发现 QUIC 的页面加载时间（PLT）平均比 HTTP/2 长 3.0%，且存在长尾效应，即在某些情况下，性能差距可以超过 50%，甚至达到 74.9%。这表明，在高速网络下，QUIC 可能会导致网页加载时间显著增加，从而影响用户体验。

在视频流媒体方面，QUIC 的性能不足也导致了视频比特率的减少。在高速以太网和 5G 网络下，QUIC 相比 HTTP/2 可能导致视频比特率降低至多 9.8%。

在实际的 Web 浏览器中，QUIC 在高速网络下的性能问题是显著的，尤其是在带宽较高的情况下，性能下降对用户体验有明显的负面影响。

研究者们提出了一系列缓解措施，包括：

在接收端部署 UDP GRO，以减少内核空间中处理的数据包数量。同时，优化 QUIC 的接收端逻辑，例如通过延迟 ACK 和使用 recvmmsg 系统调用来减少处理开销，也是提高性能的关键。
使用多个 CPU 核心来接收数据的方法，这可以在一定程度上提高 QUIC 在高速网络下的数据传输性能。
对于 QUIC 性能的深入检查和改进的重要性，特别是在新兴网络和应用场景中。这包括了对于 QUIC 协议栈的各个层面的优化，以及对于不同操作系统和硬件平台的适配。

目前，该报告已上传至开源中国 APP，详情可至「开源中国 APP - 报告模块」下载查看。

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