浅析影响QUIC性能的因素

概述

QUIC（Quick UDP Internet Connections）协议是一种整合TCP协议的可靠、安全和UDP协议的速度、效率的新型协议类型，可以有效提升网络加载速度，有利于改善网络环境较差场景下的用户体验。

本文从影响网络传输的一般因素出发，分别从丢包率、乱序率、时延三个维度分析对QUIC性能的影响，同时介绍一些常见QUIC协议分析方法。

丢包率

实验室评估上行QUIC对丢包率的拐点约为1/10000（1/10000丢包率时流量约为不丢包时流量的90%，而1/1000的丢包率时流量急剧下降为不丢包时流量的15~30%）；不同丢包率时上行QUIC速率如下表所示。

TCP对丢包率的拐点约为1/1000.

5%丢包率时，QUIC有95%在200ms内传输完10KB文件，TCP有78%在200ms内传输完10KB文件，QUIC比TCP提升了17%左右；15%丢包率时QUIC有95%在200ms内传输完10KB文件，TCP有50%在200ms内传输完10KB文件，QUIC比TCP提升了90%左右，如下图所示。

乱序率

从乱序率看，当乱序率为0.01%的时候，速率下降约3.57%；随着乱序率越来越高，在5%时，速率下降约88.36%；而乱序率在0.2%以下时，速率基本不变。

时延

从时延来看，随着时延越来越大，速率越来越低。如下图，5ms时延时，速率基本保持不变；10ms时延时，速率下降约7%；20ms时延时速率下降约19%；50ms时延时速率下降25%。

QUIC问题分析方法

根据拥塞窗口大小判断未确认报文数量，表征空口带宽是否受限。

统计PKN（Packet Number）占用字节数来判断拥塞情况，一般统计PKN 2Byte跟1Byte占比，随着PKN 1Byte占比越来越高，速率也随之下降。

总结

通过实验室测试，可以看出，QUIC速率受丢包率、乱序率、时延的影响，跟TCP相比，同等差的网络环境，QUIC性能更优。同时通过抓包可以从PKN占用字节数判断网络拥塞情况。