在 .NET 中使用 HTTP/3(QUIC)

介紹

之前我給大家講過使用GitHub Actions 做CI/CD,今天看到一篇不錯的文章拿來翻譯下

源作者鏈接：https://www.meziantou.net/using-http-3-quic-in-dotnet.htm

正文

什么是 HTTP/3

HTTP/3 是 HTTP 的新版本。大多數現代瀏覽器和服務器都支持 HTTP/3 協議。此更新應主要為移動用戶或不可靠的連接帶來性能優勢。主要思想是用一個新的協議QUIC來代替TCP，它消除了TCP for HTTP的一些問題。因此，QUIC 具有以下優點（並非詳盡列表）：

• 通過結合 TCP 和 TLS 握手更快地建立連接
• 通過更好地處理丟包恢復邏輯來減少線頭阻塞
• 連接遷移，因此您在網絡之間移動時無需重新連接（握手）（例如 WIFI 到蜂窩）

如果您想詳細了解什么是 HTTP/3，可以閱讀以下文章：

• https://www.smashingmagazine.com/2021/08/http3-core-concepts-part1/
• https://www.smashingmagazine.com/2021/08/http3-performance-improvements-part2/
• https://www.smashingmagazine.com/2021/09/http3-practical-deployment-options-part3/
• https://blog.cloudflare.com/http-3-vs-http-2/
• https://techcommunity.microsoft.com/t5/networking-blog/deploying-http-3-on-windows-server-at-scale/ba-p/2839394?WT.mc_id=DT-MVP-5003978
• https://eng.snap.com/quic-at-snap/

.NET 6 支持客戶端（HttpClient包括 gRPC）和服務器（Kestrel）的 HTTP/3。此實現基於MsQuic，是IETF QUIC協議的 Microsoft 實現。請注意，在 .NET 6 中仍處於預覽狀態，因此您需要在 csproj 或代碼中顯式啟用它。目前，.NET 支持 HTTP/3：

• Windows 11 和 Windows Server 2022
• Linux（您可能需要msquic使用安裝apt install libmsquic）
• 雖然msquic支持使用 OpenSSL 的 macOS，但 .NET 實現目前不支持它。事實上，.NET 團隊更喜歡依賴操作系統安全 API，而不是添加新的依賴項，SecureTransport比如 macOS。這避免了集成問題，例如證書管理。但是，SecureTransport不公開實現 QUIC 的方法。

服務端(Kestrel)

您首先需要在 csproj 中啟用預覽功能：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk.Web">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net6.0</TargetFramework>
    <Nullable>enable</Nullable>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <EnablePreviewFeatures>true</EnablePreviewFeatures>
  </PropertyGroup>
</Project>

然后，您可以將 Kestrel 配置為偵聽 HTTP/1、HTTP/2 和 HTTP/3。支持舊協議很重要，因為並非所有客戶端都支持新協議。此外，HTTP/3 需要安全連接，因此您必須使用UseHttps.

using Microsoft.AspNetCore.Server.Kestrel.Core;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.WebHost.ConfigureKestrel((context, options) =>
{
    options.ListenAnyIP(5001, listenOptions =>
    {
        listenOptions.Protocols = HttpProtocols.Http1AndHttp2AndHttp3;
        listenOptions.UseHttps();
    });
});
var app = builder.Build();

app.MapGet("/", () => "hello world");
app.Run();

大多數瀏覽器不允許localhost地址使用 HTTP/3。但是，您可以通過查看響應標頭來驗證它是否有效。響應應包含具有值的alt-svc標頭h3：

您還可以通過啟用更詳細的日志記錄來檢查服務器使用 HTTP/3。appsettings.json您可以在或中更改配置appsettings.Development.json：

{
  "DetailedErrors": true,
  "Logging": {
    "LogLevel": {
      "Default": "Information",
      "Microsoft.AspNetCore": "Warning",
      "Microsoft.AspNetCore.Hosting.Diagnostics":  "Information"
    }
  }
}

然后，您應該在日志中看到以下內容：

您還可以使用 W3C 日志記錄並檢查客戶端使用的協議版本：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddW3CLogging(logging =>
{
    logging.LoggingFields = W3CLoggingFields.All;
    logging.LogDirectory = @"C:\logs";
    logging.FlushInterval = TimeSpan.FromSeconds(2);
});

builder.WebHost.ConfigureKestrel((context, options) =>
{
    ...
});

var app = builder.Build();
app.UseW3CLogging();
app.MapGet("/", () => "hello world");
app.Run();

客戶端 (HttpClient)

有兩種方法可以啟用 HTTP/3 支持HttpClient：

• 編輯 csproj 以添加運行時選項

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net6.0</TargetFramework>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <RuntimeHostConfigurationOption Include="System.Net.SocketsHttpHandler.Http3Support"
                                    Value="true" />
  </ItemGroup>
</Project>

• 在創建第一個之前設置以下開關 HttpClient
  System.AppContext.SetSwitch("System.Net.SocketsHttpHandler.Http3Support", true);

然后，您可以使用HttpClient向 HTTP/3 服務器發出請求：

using var client = new HttpClient();
client.DefaultRequestVersion = HttpVersion.Version30;

// The client falls back to HTTP2 or HTTP1 if HTTP3 is not supported
client.DefaultVersionPolicy = HttpVersionPolicy.RequestVersionOrLower;

// Will use HTTP3 if the server supports it
var data = await client.GetStringAsync("https://localhost:5001/");

您還可以為特定請求啟用 HTTP3：

using var request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Get, "https://localhost:5001/");
request.Version = HttpVersion.Version30;
request.VersionPolicy = HttpVersionPolicy.RequestVersionExact;

using var response = await client.SendAsync(request);
var data = await response.Content.ReadAsStringAsync();

結語

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