HTTP/3落地Pinterest

Posted 2023-03-08 LiveVideoStack_

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编者按：HTTP/3正在不断获得新的应用部署，也有越来越多的案例证明了HTTP/3对流媒体应用的价值。随着生态逐步完善，HTTP/3份额会进一步提升。本文来自Pinterest技术博客，LiveVideoStack已获中文授权，感谢Liang Ma对本文的审校。

原文 https://medium.com/pinterest-engineering/pinterest-is-now-on-http-3-608fb5581094

文 / Liang Ma, Scott Beardsley, Haowei Yuan

译 / 核子可乐

技术审校 / Liang Ma

图一：Pinterest的HTTP/3架构

现在，HTTP/3已经在Pinterest落地。我们在多CDN边缘网络上为主要Pinterest产品环境启用了HTTP/3，同时完成了对客户端应用程序的网络技术栈升级，确保能够支持新协议。本次升级是为了紧跟行业趋势，确保以更快、更可靠的网络基础改善Pinterest的用户体验和业务指标。

相关背景

对Pinterest用户而言，网络性能（如延迟、吞吐量等）无疑是决定使用体验的关键要素。

2021年，Pinterest开始考虑采用HTTP/3（即QUIC），并逐步向流量/CDN乃至客户端应用普及。我们在整个2022年开展了相关研究，并成功实现了初步目标（这项工作在2023年及之后还将继续进行）。

术语

• HTTP/3: 下一代HTTP协议，目前已经趋于稳定并由IETF工作小组负责收尾。

• QUIC: 由Chromium/谷歌为HTTP over UDP而开发；项目随后被提交至IEFT进行标准化（即HTTP/3）。

落地HTTP/3意义何在？

HTTP/3是一种现代HTTP协议，相较于上代HTTP/2具备一系列优势，包括但不限于：

• 与HTTP/2相比，不存在TCP队头阻塞问题；

• 可跨IP地址实现连接迁移，有益于移动用例；

• 能够更改/调整丢失检测与拥塞控制；

• 缩短连接时间（0-RTT，而HTTP/2仍需要TCP三向握手）；

• 对于图像下载、视频流传输等体量较大的有效载荷用例，可提供更高的执行效率。

这些优势与Pinterest用例显然高度契合——实现更快的连接建立速度（首请求首字节时间）、更好的拥塞控制（我们掌握着大体量媒体）、保证多路复用时不存在TCP队头阻塞（同时多次下载），并可在Pinterest用户的设备网络/IP变更时继续处理in-flight请求。这样，当用户在Pinterest上挥洒灵感之时，他们将获得更快、更可靠的使用体验。

在Pinterest落地HTTP/3

策略

安全和指标永远第一。尽管Pinterest强调速度的重要性，但更重要的是要以妥帖恰当的方式采用HTTP/3。首先，我们升级了客户端网络技术栈，并为每种流量类型（包括图像和视频）创建了端到端A/B测试。之后，我们又开展广泛实验，最终才真正在CDN和客户端启用HTTP/3。

挑战

将我们的CDN和客户端应用转向HTTP/3其实并不简单，下面来看几个主要原因：

• 对于Web应用程序，部分浏览器已经能够支持HTTP/3或QUIC。但这些浏览器在使用HTTP/3时仍可能存在兼容性问题，也许会影响到Pinterest的Web应用。

• 新的ios版本（从iOS 15开始）已经提供对QUIC的早期支持，除非我们在服务器端禁用QUIC，否则无法通过代码对此进行控制。

• 我们的各家CDN供应商在对HTTP/3的支持方面存在进度差异。当我们通过CDN逐渐启用HTTP/3时，Pinterest的多CDN边缘网络在很长一段时间内只能部分支持HTTP/3，导致流量在不同CDN间切换时难以保障其可靠性和性能。

解决思路

• 首先，我们创建了A/B域级（CDN）测试，并在测试中克隆了一个域以启用HTTP/3，全面验证了已认证的客户端（包括Web）。例如：在图像HTTP/3验证计划中，我们使用i2.pinimg.com来验证http/3上的图像流量。

• 对于多CDN问题，我们选择了相对较短的ALT-SVC TTL（生存时间）以贴近DNS记录TTL，并尝试在各CDN上配置相同的协议设定。

• 开展广泛测试，通过各种最常用的浏览器对跨CDN HTTP/3行为进行验证。

• 在A/B测试通过之后，我们开始在生产中启用HTTP/3（各CDN逐一启用），之后客户端应用程序使用功能标记通过兼容的网络客户端来控制HTTP/3。这样不仅安全性更高，也能对指标进行收集和比较。

落地现状

我们已经在关键流量类型上启用了HTTP/3，并升级/利用移动客户端的网络堆栈以采用HTTP/3。

流量：Pinterest多CDN边缘网络上的各主要生产域均已启用HTTP/3。

客户端：

• Web在可兼容的浏览器和流量上直接受益于HTTP/3；

• iOS——图像/API流量目前由Cronet和HTTP/3共同提供。目前，70%的iOS图像流量经由HTTP/3传递。

• iOS的原生网络技术栈，能够在我们的流量端启用后使用HTTP/3协议。苹果原生网络栈的HTTP/3采用率一直保持着稳定增长。我们也从收集的Video指标中发现该在采用HTTP/3（通过AVPlaer）后相关指标得到了显著改善。

• android Video性能通过Exoplayer+Cronet使用HTTP/3。

展示

我们的分析表明，HTTP/3（和Cronet）切实改进了各项核心网络指标（往返延迟与可靠性）。这种延迟/吞吐量层面的改进，对于大型媒体功能（例如视频、图像等）至关重要。更快、更可靠的网络也有助于拉升用户的参与度指标。

视频指标

视频GVV（视频良好观看率）细分（iOS：苹果网络+HTTP/3）：

视频GVV细分（Android：Exoplayer + Cronet + HTTP/3）:

图二：HTTP3对视频启动延迟的直接影响

参与度指标(iOS): HTTP/3的直接影响

图三：HTTP3对用户参与度的影响

网络指标

• 往返延迟 (ms):

图四：网络请求的往返延迟，蓝色为使用HTTP/3前，红色为使用后

备注：

（1）测量的是从客户端测量，即从请求发出到收到响应的时间；

（2）苹果原生网络（HTTP/2）指标的来源为2022年第三季度某一周内的网络日志；Cronet（已启用HTTP/3）指标的来源为2023年第一季度某一周内的网络日志。

• 网络可靠性指标也有相应提升。

未来计划

我们将继续向HTTP/3投入以扩大收益，包括：

• 增加HTTP/3的覆盖范围，探索Android上的其他网络技术栈；

• 进一步提高HTTP/3采用率，设定更大的max-age值；

• 尝试各种拥塞控制算法；

• 探索实现0-RTT连接。