现代移动端网络短连接的优化手段总结:请求速度、弱网适应、安全保障

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1)速度优化:网络请求的速度如保能进一步提升?

对你你你是什么那些的问題,新一代协议 HTTP2 提出了多路复用去正确处理。

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-1413-1-1.html)

▼【多路复用】:

《即时通讯安全篇(三):常用加解密算法与通讯安全讲解》

对基于浏览器的前端开发来说,网络这块能做的事情很少,但对于原生的移动端应用来说(本文中说的原生主要指iOS和Android应用),整个网络请求过程是自由控制的,还也能做就是事情。就是大型 APP 都针对你你你是什么个那些的问題做了就是网络层的优化,你你你是什么新的网络层协议像 HTTP2 / QUIC 也是在那些方面进行了不少优化。在此请跟着我的文字,边学习边分发,总结一下当今主流的移动端网络短连接常见优化手段,希望能给您带来启发。

HTTP 协议里有个 keep-alive,HTTP1.1默认开启,一定程度上缓解了每次请求都有进行TCP三次握手建立连接的耗时。原理是请求完成后不立即释放连接,就是插进连接池中,若这时有另3个请求要发出,请求的域名和端口是一样的,就直接甩掉连接池中的连接进行发送和接收数据,少了建立连接的耗时。

《谈谈移动端 IM 开发中登录请求的优化》

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-1413-1-1.html)

1)用对称加密算法加密传输数据,正确处理非对称加密算法的性能低以及长度限制那些的问題;

在保证安全上:

《传输层安全协议SSL/TLS的Java平台实现简介和Demo演示》

移动端网络优化你你你是什么话题非常庞大,本文就是在学习过程中从优化思路上列举了目前业界常见的优化点,还有就是细节就是更深入的优化没涉及到,网络层实践开发经验不足英文,若有错误欢迎指出。

《如约而至:微信自用的移动端IM网络层跨平台组件库Mars已正式开源》

针对弱网的那些细致优化未成为标准,系统网络库这样内置,不过前3个多客户端优化微信的开源网络库 mars 有实现,若有都要还也能使用(详见《如约而至:微信自用的移动端IM网络层跨平台组件库Mars已正式开源》)。

3)压缩数据,减小传输的数据大小。

《来自阿里OpenIM:打造安全可靠即时通讯服务的技术实践分享》

通过 HTTPDNS,连接多路复用,更好的数据压缩算法,还也能把网络请求的速度优化到较不错的程度了,接下来再看看弱网和安全上还也能做的事情。

4)一次请求还也能解析多个域名。

3)连接建立完成,发送和接收数据,解码数据。

2)通过签名等法律法律依据 ,保证 HTTPDNS 请求的安全,正确处理被劫持;

《让互联网调快:新一代QUIC协议在腾讯的技术实践分享》

移动客户端来说,iOS 9 以上 NSURLSession 已原生支持 HTTP2,倘若服务端也支持就还也能直接使用,Android 的开源网络库 okhttp3以上版本也支持了 HTTP2,国内你你你是什么大型 APP 会自建网络层,支持 HTTP2 的多路复用,正确处理系统的限制以及根据自身业务都要增加你你你是什么结构,累似 微信的开源网络库 mars(详见《如约而至:微信自用的移动端IM网络层跨平台组件库Mars已正式开源》),做到第一根长连接正确处理微信上的大要素请求,多路复用的结构上基本跟 HTTP2 一致。

3)调优TCP参数,使用TCP优化算法:

正常第一根网络请求都要经过的流程是另3个:

可能性您对网络通信知识了解甚少,建议阅读《网络编程懒人入门系列文章》,更高深的网络通信文章还也能阅读《不为人知的网络编程系列文章》。

上边你你你是什么 DNS 解析机制哪几个缺点:

2)弱网适应:移动端网络环境随时变化,老会 再次出现网络连接很不稳定可用性差的情况汇报,如保在你你你是什么情况汇报下最大限度最快地成功请求?

3)加快握手过程:2RTT-> 0RTT。加快握手的思路,就是另3个客户端和服务端都要协商使用那些算法后也能加密发送数据,变成通过内置的公钥和默认的算法,在握手的并肩就把数据发出去,也就是不都要在等待握手就开始英语 英语 发送数据,达到0RTT。

2)与服务端建立连接,包括 tcp 三次握手,安全协议同步流程;

2)域名劫持,容易被上边人攻击,或被运营商劫持,把域名解析到第三方 IP 地址,据统计劫持率会达到7%;

《技术扫盲:新一代基于UDP的低延时网络传输层协议——QUIC详解》

《简述移动端IM开发的那些坑:分发、通信协议和客户端》

对总读写超时(从请求到响应的超时)、首包超时、包包超时(3个多数据段之间的超时)时间制定不同的计算方案,加快对超时的判断,减少在在等待,尽早重试。这里的超时时间还还也能根据网络情况汇报动态设定;

《腾讯原创分享(二):如保大幅压缩移动网络下APP的流量消耗(下篇)》

这里有明显的3个多优化点:

3)安全保障:如保正确处理被第三方窃听/篡改或冒充,正确处理运营商劫持,并肩又不影响性能?

3)DNS 解析由买车人控制,还也能确保根据用户所在地返回就近的 IP 地址,或根据客户端测速结果使用速度最快的 IP;

为了正确处理那些那些的问題,都有了 HTTPDNS,原理很简单,就是买车人做域名解析的工作,通过 HTTP 请求后台去拿到域名对应的 IP 地址,直接正确处理上述所有那些的问題。

逐条来看能做那些。

自已实现HTTPDNS的好处总结就是:

众所周之,通常大家开发3个多移动端应用,会直接调用系统提供的网络请求接口去服务端请求数据,再针对返回的数据进行你你你是什么正确处理,可能性使用iOS中的开源AFNetworking/OKHttp另3个的网络库(Android中还也能用HttpURLConnection可能性开源的okhttp库),管理好请求系统应用应用程序和队列,再自动做你你你是什么数据解析,就开始英语 英语 了。

1)关于网络通信的基础文章:

2)认证对方身份,正确处理被第三方冒充;

复合连接,建立连接时,阶梯式并发连接,其中第一根连通后你你你是什么连接都关闭。你你你是什么方案结合串行和并发的优势,提高弱网下的连接成功率,并肩又不想增加服务器资源消耗,见下图

▼【keep-alive】:

HTTP2 的多路复用看起来是完美的正确处理方案,但还有个那些的问題,就是队头阻塞,这是受限于 TCP 协议,TCP 协议为了保证数据的可靠性,若传输过程中3个多 TCP 包丢失,会在等待你你你是什么包重传后,才会正确处理后续的包。HTTP2的多路复用让所有请求都有同第一根连接进行,上边3个多多包丢失,就会阻塞在等待重传,所有请求也就被阻塞了。

本文分发的有关内容,对于移动端即时通讯IM应用来说,同样具有启发意义,可能性现今主流的移动端IM数据通信总结下来无外乎就是长连接+短连接的法律法律依据 ,则短连接的优化在你你你是什么场景下对于移动端IM来说可能性显示的更为特出。在这方面,微信做的比较彻底和极端,几乎再造了一套针对移动端IM的网络层框架(详见:《如约而至:微信自用的移动端IM网络层跨平台组件库Mars已正式开源》)。

若并行发送那些请求,这样首次每个请求都有进行tcp三次握手建立新的连接,嘴笨 第二次还也能复用连接池里这堆连接,但若连接池里保持的连接太久,对服务端资源产生较大浪费,若限制了保持的连接数,并行请求里超出的连接仍每要素建连。

PS:关于新一代QUIC协议的更多文章请见

若串行发送请求,还也能老会 复用3个多连接,但速度很慢,每个请求都有在等待上个请求完成再进行发送。

那些点涉及的细节非常多,对 TLS 的介绍有一篇雄文,说得很全部,在此推荐:《TLS协议分析 与 现代加密通信协议设计》(JackJiang注:这篇文章长的惊人,希望你能耐心把它就看 ^_^)。

压缩算法多种多样,也在不断演进,最新出的 Brotli 和Z-standard实现了更高的压缩率,Z-standard 还也能根据业务数据样本训练出适合的字典,进一步提高压缩率,目前压缩率表现最好的算法。

DNS 全部的解析流程很长,会先从本地系统缓存取,若这样就到最近的 DNS 服务器取,若这样再到主域名服务器取,每一层都有缓存,但为了域名解析的实时性,每一层缓存都有过期时间。

《移动端IM开发都要面对的技术那些的问題(含通信协议选着)》

《微信新一代通信安全正确处理方案:基于TLS1.3的MMTLS详解》

4)一次请求这样解析3个多域名。

2) 降低加密成本。

其余细节就太久说了,HTTPDNS 优点这样多,几乎成为中大型 APP 的标配。至此正确处理了第3个多那些的问題 — DNS 解析耗时的那些的问題,顺便把一要素安全那些的问題 — DNS 劫持也正确处理了。

HTTP2 的多路复用机制一样是复用连接,但它复用的这条连接支持并肩正确处理多条请求,所有请求都还也能并发在这条连接上进行,也就正确处理了上边说的并发请求都要建立多条连接带来的那些的问題。

《七牛云技术分享:使用QUIC协议实现实时视频直播0卡顿!》

2)制定最最少的超时时间:

对于你你你是什么那些的问題不改变 TCP 协议就无法优化,但 TCP 协议依赖操作系统实现以及要素硬件的定制,改进缓慢,于是 GOOGLE 提出 QUIC 协议(详见《技术扫盲:新一代基于UDP的低延时网络传输层协议——QUIC详解》),最少在 UDP 协议之上再定义一套可靠传输协议,正确处理 TCP 的你你你是什么不足英文,包括队头阻塞。具体正确处理原理网上资料较多,还也能看看。

实际上现在无论是客户端还是浏览器都默认开启了keep-alive,对同个域名不想再有每发3个多请求就进行一次建连的情况汇报,纯短连接可能性不位于了。但有个那些的问題,就是你你你是什么 keep-alive 的连接一次这样发送接收3个多请求,在上3个多请求正确处理完成过后,无法接受新的请求。若并肩发起多个请求,都有某种情况汇报:

1)DNS 解析,请求DNS服务器,获取域名对应的 IP 地址;

除了传输的 body 数据,每个请求 HTTP 协议头的数据也是不可忽视,HTTP2 里对 HTTP 协议头也进行了压缩,HTTP 头大多是重复数据,固定的字段如 method 还也能用静态字典,不固定但多个请求重复的字段累似 cookie 用动态字典,还也能达到非常高的压缩率,这里有全部介绍《HTTP/2 头部压缩技术介绍》(该作者针对HTTP2有就是研究,更多HTTP2文章可见作者的HTTP2技术专题,方便进行深入学习)。

《理论经典:TCP协议的3次握手与4次挥手过程详解》

2)并不每次请求都重新建立连接,复用连接或老会 使用同第一根连接(长连接);

手机无线网络环境不稳定,针对弱网的优化,微信有较多实践和分享,包括:

▼【TCP队头阻塞】:

目前基本主流都支持 TLS1.2,iOS 网络库默认使用 TLS1.2,Android4.4 以上支持 1.2。TLS1.3 iOS 还位于测试阶段,Android 未查到消息。对于普通 APP,倘若正确配置证书,TLS1.2 可能性能保证传输安全,就是在建连速度上会有所损耗,有你你你是什么大型 APP 像微信就自行实现了 TLS1.3 的要素协议,早一步全平台支持(微信团队专门分享过关于TLS1.3的实践文章,详见《微信新一代通信安全正确处理方案:基于TLS1.3的MMTLS详解》)。

2)涉及移动端网络结构的文章:

PS:关于理解TCP的3次握手原理,以下文章可能性对您会有帮助

《腾讯原创分享(二):如保大幅压缩移动网络下APP的流量消耗(上篇)》

HTTP1.1的协议里,在3个多连接里传送数据都有串行顺序传送的,都要等上3个多请求全部正确处理过后,下3个多请求也能进行正确处理,是是因为那些请求期间这条连接并都有满速度传输的,即使是HTTP1.1的pipelining还也能并肩发送多个request,但response仍是按请求的顺序串行返回,倘若其中3个多请求的response稍微大你你你是什么或位于错误,就会阻塞住上边的请求。

《微信对网络影响的技术试验及分析(论文全文)》

1)提升连接成功率:

解释下多路复用你你你是什么词,多路还也能认为是多个连接,多个操作,复用就是字面上的意思,复用第一根连接或3个多系统应用应用程序。HTTP2这里是连接的多路复用,网络相关的还3个多多I/O的多路复用(select/epoll),指通过事件驱动的法律法律依据 让多个网络请求返回的数据在同第一根系统应用应用程序里完成读写。

《腾讯原创分享(一):如保大幅提升移动网络下手机QQ的图片速度和成功率》

《即时通讯安全篇(六):非对称加密技术的原理与应用实践》

标准协议 TLS 保证了网络传输的安全,前身是 SSL,不断在演进,目前最新是 TLS1.3。常见的 HTTPS 就是 HTTP 协议加带 TLS 安全协议。

《通俗易懂:一篇掌握即时通讯的消息传输安全原理》

但对于追求用户体验的应用来说,都有针对移动网络的结构做进一步优化,包括:

第3个那些的问題,连接建立耗时的那些的问題,这里主要的优化思路是复用连接,不想每次请求都重新建立连接,如保更有速度地复用连接,还也能说是网络请求速度优化里最主要的点了,倘若这里的优化仍在演进过程中,值得了解下。

对服务端的TCP协议参数进行调优,以及开启各种优化算法,使得适合业务结构和移动端网络环境,包括RTO初始值,混合慢启动,TLP,F-RTO等。

关于移动端网络中DNS的那些的问題,《谈谈移动端 IM 开发中登录请求的优化》一文中都有提到,仅供参考。

安全协议概括性地说正确处理3个多那些的问題:

2)缓存安全协议握手后的密钥等数据,加快第二次建连的速度;

3)DNS 解析过程不受控制,无法保证解析到最快的IP;

QUIC 位于起步阶段,少有客户端接入,QUIC 协议相对于 HTTP2 最大的优势是对TCP队头阻塞的正确处理,你你你是什么的像安全握手 0RTT / 证书压缩等优化 TLS1.3 已跟进,还也能用于 HTTP2,并都有独有结构。TCP 队头阻塞在 HTTP2 上对性能的影响有多大,在速度上 QUIC 能带来多大提升待研究(关于你你你是什么点还也能看看腾讯的QUIC技术实践《让互联网调快:新一代QUIC协议在腾讯的技术实践分享》)。

《通俗易懂-深入理解TCP协议(上):理论基础》

网络上有张图还也能较形象地表现你你你是什么过程:

HTTP2 这里的多路复用协议正确处理了那些那些的问題,它把在连接里传输的数据都封装成3个多个stream,每个stream都有标识,stream的发送和接收还也能是乱序的,不依赖顺序,也就不想有阻塞的那些的问題,接收端还也能根据stream的标识去区分属于哪个请求,再进行数据拼接,得到最终数据。

《理论联系实际:Wireshark抓包分析TCP 3次握手、4次挥手过程》

下面这几篇是有关移动端通信安全的基础文章,比上边那篇要容易理解:

降低加密成本上:

3)加密算法保持灵活可更新,正确处理定死算法被破解后无法更换,禁用已被破解的算法。

1)使用加密算法组合对传输数据加密,正确处理被窃听和篡改;

1)保证安全;

第3个多那些的问題,传输数据大小的那些的问題。数据对请求速度的影响分两方面,一是压缩率,二是解压序列化反序列化的速度。目前最流行的某种数据格式是 json 和 protobuf,json 是字符串,protobuf 是二进制,即使用各种压缩算法压缩后,protobuf 仍会比 json 小,数据量上 protobuf 有优势,序列化速度 protobuf 都有你你你是什么优势,这两者的对比就不细说了。(关于protobuf的原理,详见《Protobuf通信协议详解:代码演示、全部原理介绍等》、《全方位评测:Protobuf性能到底有这样比JSON快5倍?》、《强列建议将Protobuf作为你的即时通讯应用数据传输格式》)

本文原始内容来自JSPatch开源工程作者bang的技术分享,他的博客是:http://blog.cnbang.net/about/,本次内容有优化和完善,感谢原作者的无私分享。

1)缓存时间设置得长,域名更新不及时,设置得短,多量 DNS 解析请求影响请求速度;

1)域名解析与请求分离,所有请求都直接用IP地址,不想 DNS 解析,APP 定时请求 HTTPDNS 服务器更新IP地址即可;

《TCP/IP详解 - 第18章·TCP连接的建立与终止》

1)直接使用 IP 地址,去除 DNS 解析步骤;