• iOS 15, macOS 12부터 QUIC이 사용 가능하다

• Evolution of HTTP

  • HTTP/1

    • 커넥션 설정 - 리퀘스트 - 대기 - 리스폰스의 무한 반복
    • 이때 커넥션 설정에 시간이 많이 든다.
    • 커넥션을 재사용 하면 이를 줄일 수 있지만, 이전 게 끝나야지만 다음 요청을 할 수 있게 된다.( head-of-line blocking)
      • 그래서 커넥션을 여러개 만들고 이를 돌려쓰는 방식으로 이를 극복했었다. 이 갯수는 클라이언트에서 조정할 수 있었다.
      • 하지만 이는 클라이언트와 서버 모두에게 비효율적으로 동작했다.

  • HTTP/2

    • 단일 컬렉션에서 멀티플렉싱 지원
    • idle 타임동안 다른 요청을 수행하거나 응답을 받는다(스케쥴링)
    • 대신 패킷이 유실되는 등의 이벤트에 다른 모든 스트림이 영향을 받는 문제가 있었다.

  • HTTP/3

    • 커넥션 설정 시간 감소 → QUIC으로 달성

    • 각 스트림이 독립적으로 동작 → 한 스트림의 패킷 유실이 다른 스트림에 영향을 미치지 않는다.

      

  • QUIC: IETF에 의해 표준화 된 전송 프로토콜

    • TCP와 동일한 컨셉에 기반
    • 추가적으로 종단간 암호화, 멀티플렉싱, 인증 기능 제공
    • TLS 1.3 기반 보안
      • 3-way 핸드쉐이크를 쓰지 않고, TLS의 Secure handshake를 사용(왕복 한번이면 OK)
      • 덕분에 커넥션 설정 시간 감소
    • 멀티 플렉싱된 스트림
    • 패킷에 대해 더 풍부한 정보를 제공해서 에러 처리에 강하고, TCP의 제약에 구애 받지 않는다.
    • 커넥션 마이그레이션 지원: 세션을 다시 만들지 않고도 네트워크 인터페이스를 옮길 수 있다.

• Using HTTP/3

  • URLSession을 쓰면 iOS 15부터는 기본으로 켜져 있다. 서버에서만 지원하면 된다.
    • 서버에서 이걸 사용하고 있다고 advertise하지 않으면 http/2로 통신한다.
    • 일단 HTTP/3를 지원한다는 것을 알게되면, 이 서버가 HTTP/3를 지원한다는 것을 알았으므로 이후부터는 HTTP3로 통신한다. (이러한 걸 service discovery라고 한다.) 이 과정은 앱 모르게 일어난다.
      • DNS 서버에서 HTTPS 항목에 지원 프로토콜 명시(추천)
        • IN HTTPS alpn="h3,h2";
        • 앱이 서버와 통신하는 첫 타임부터 HTTP/3 사용 가능/
      • HTTP Alernative Service(Alt-Svc)
        • Alt-Svc: h3=".443"; ma=2592000
        • 각각 포트 넘버와 max-age(초단위)
    • 클라이언트에서 assumesHTTP3Capable 프로퍼티를 활성화 하는 방법도 있다.
      • 하지만 서버가 이를 지원하지 않는다면, 다시 HTTP/2로 통신한다.
  • RFC버전과 Draft29 버전 모두 지원한다.
  • 그래도 이게 확신이 안된다면? Network Instrument로 확인 가능하다.
  • HTTP prioritization scheme
    • 리소스 별로 설정 가능
    • 우선순위가 높은 게 먼저 간다.
    • HTTP/2 에서 먼저 개발되었으나, 복잡해서 원래 건 제거되고 좀 더 심플한 것으로 바뀌었다.
      • 우선 순위는 긴급성(u)으로 표현된다. URLSession에서는 똑같이 priority쓰면 된다. 기본 값은 3
      • prefersIncrementalDelivery 프로퍼티를 통해서 incremental delivery 옵션을 킬 수 있다.
        • async등으로 API를 사용할 경우는 false로 추론한다.
        • 그래도 false로 둬라
      • 요청이 간 뒤에도 동적으로 우선순위를 높일 수도 있다.

• Using QUIC(커스텀 네트워크 프로토콜이 QUIC을 사용하도록 하는 것)

  • HTTP/3는 그냥 URLSession쓰면 된다.
  • 언제 QUIC을 다이렉트로 써야 되나?
    • request/response 쌍이 아닐때
    • 멀티플렉스 스트림의 이점을 누리고 싶을 때
    • 커스텀 프로토콜일 때(P2P, RPC)등
  • 커넥션 생성

  let connection = NWConnection(host: "example.com", port: 443, using: .quic(alpn: ["myproto"]))
  
  connection.stateUpdateHandler = { newState in
  	switch newState {
  		case .ready:
  			print("Connected using QUIC!")
  		default:
  			break
  	} 
  }
  
  // 상태 업데이트가 실행될 디스패치큐  
  connection.start(queue: queue)
  

  • 데이터 보내고 받기

  connection.send(content: data, completion: .contentProcessed { (error) in
  	
  	// error가 있다면 처리
  	// 다음번 send를 스케쥴
  })
  
  connection.receive(minimumIncompleteLength: 1, maximumlength: desiredLength) {
  	(receivedContent, context, isComplete, receivedError) in
  
  		// 데이터 및 에러 처리
  		// 다음번 receive를 스케쥴
  }
  

• NWMultiplexGroup 추가 - 스트림을 그룹화 하기 위함

let descriptor = NWMultiplexGroup(to: .hostPort(host: "example.com", port: 443)
let group = NWConnectionGroup(with: descriptor, using: .quic(alpn: ["myproto"]))

group.stateUpdateHandler = { newState in
	switch newState {
		case .ready:
			print("Connected using QUIC!")
		default:
			break
	}
}

group.start(queue: queue)

/// outgoing stream 생성
let connection = NWConnection(from: group)

// 새로운 커넥션이 생겼을 때의 처리
group.newConnectionHandler = { newConneciton in
	
	newConnection.stateUpdateHandler = { newState in
	
	}
	
	newConnection.start(queue: queue)
}

• 매개변수 조정

let options = NWProtocolQUIC.Options()
options.initialMaxStreamsBidirectional = 100

let options = NWProtocolQUIC.Options()
options.direction = .unidirectional
let connection = NWConnection(from: group, using: options)

• 서버를 실행할 때, 새로운 커넥션 처리

listener.newConnectionGroupHandler = { group in
	
	group.stateUpdateHandler = { newState in

	}

	group.newConnectionHandler = { stream in

	}

	group.start(queue: queue)
}

• 스트림 확인을 위한 메타 데이터 접근

if let metadata = connection.metadata(definition: NWProtocolQUIC.definition)
														as? NWProtocolQUIC.Metadata {
	print("QUIC Stream ID is \\(metadata.streamIdentifier)")

	// 시간이 지난 후

	metadata.applicationError = 0x100
		
	connection.cancel()
}

• 디버깅은 어떻게 하지?
  • 환경변수에 로그 파일을 내보낼 위치를 지정해준다.
  • QUIC_LOG_DIRECTORY=~/tmp
  • qlog 파일을 얻게 된다.
  • 실행 후, 앱 컨테이너를 받아서 파일 분석을 할 수 있게 된다.