پروتکل HTTP/3 چیست؟

پروتکل HTTP 3 مثل یک جاده‌ پرسرعت و بدون مانع در اینترنت است، جایی که اطلاعات با سرعت بیشتری جریان پیدا می‌کنند و امنیت هم ارتقا یافته است. اگر به دنبال این هستید که پروتکل HTTP/3 چیست و چه تفاوتی با نسخه‌های قبلی دارد، این مقاله آبالون برای شما است. آشنایی با پروتکل HTTP/3 به شما کمک می‌کند تا بفهمید چطور این تکنولوژی جدید می‌تواند تجربه کاربران را بهتر و سریع‌تر کند. در اینجا همه چیز در مورد HTTP 3 را خواهیم گفت: از اینکه HTTP/3 چیست گرفته تا اینکه چرا توسعه‌دهندگان و صاحبان وب‌سایت باید به آن اهمیت دهند. اگر دوست دارید بدانید چطور این پروتکل می‌تواند وب را به فضایی بهتر و کارآمدتر تبدیل کند، با ما همراه باشید تا شما را با جزئیات آن آشنا کنیم.

پروتکل HTTP 3 چیست؟

پروتکل انتقال ابرمتن یا HTTP، ستون فقرات ارتباطات اینترنتی است؛ پروتکلی که مشخص می‌کند مرورگرها و سرورها چگونه داده‌ها را رد و بدل کنند. نسخه جدید این پروتکل، یعنی HTTP/3، طراحی شده تا سرعت و امنیت را در وب ارتقا دهد، آن هم بدون نیاز به تغییر در کدهای وب‌سایت‌ها.

برخلاف نسخه‌های قبلی که بر پایه پروتکل قدیمی TCP ساخته شده بودند، HTTP/3 از پروتکل جدید QUIC استفاده می‌کند؛ پروتکلی سریع‌تر و سبک‌تر که روی UDP پیاده‌سازی شده است.  استفاده از «QUIC» به «HTTP/3» کمک کرده تا تأخیر را به‌شدت کاهش دهد و صفحات وب را سریع‌تر بارگذاری کند؛ به‌ویژه زمانی که این پروتکل روی یک سرور ابری قدرتمند اجرا شود.

HTTP/3 هنوز در Safari به‌صورت پیش‌فرض فعال نیست، اما تا سپتامبر ۲۰۲۴ در بیش از ۹۵٪ مرورگرهای اصلی پشتیبانی می‌شود و ۳۱٪ از ۱۰ میلیون سایت برتر از آن استفاده می‌کنند. این نسخه، گامی بزرگ به‌سوی اینترنتی سریع‌تر، امن‌تر و مدرن‌تر است.

پروتکل HTTP 3 چگونه کار می‌کند؟

در «HTTP/3» برای انتقال داده‌ها از پروتکل «QUIC» استفاده می‌شود که روی پروتکل دیتاگرام کاربر (User Datagram Protocol یا «UDP») ساخته شده است. این یعنی برخلاف «TCP» که در نسخه‌های قبلی «HTTP» استفاده می‌شد، «UDP» نیازی به اتصال اولیه (Connectionless) ندارد، و به همین دلیل «QUIC» می‌تواند اتصال‌ها را سریع‌تر برقرار کند.

شروع ارتباط

وقتی کلاینت (کامپیوتر یا دستگاه شما) می‌خواهد به سرور متصل شود، «HTTP/3» یک دست‌دهی «QUIC» (QUIC Handshake) را انجام می‌دهد. این دست‌دهی در واقع مرحله‌ای برای برقراری اتصال است که به کلاینت و سرور اجازه می‌دهد تا ارتباط خود را آغاز کنند. پس از برقراری این اتصال، کلاینت می‌تواند بلافاصله درخواست‌های «HTTP» (که در بسته‌های کوچک داده ارسال می‌شود) را از طریق «QUIC» و با استفاده از «UDP» به سرور بفرستد.

ارسال و دریافت داده

هنگامی که سرور درخواست کلاینت را دریافت و پردازش کرد، پاسخ را نیز به‌صورت بسته‌های داده بازگردانی می‌کند. این بسته‌ها به همان روشی که درخواست‌ها ارسال شدند، منتقل می‌شوند. سرور حتی می‌تواند چندین پاسخ موازی را هم‌زمان ارسال کند، یعنی به‌جای اینکه هر پاسخ منتظر دیگری بماند، همه به طور موازی و هم‌زمان ارسال می‌شوند.

زمان رفت و برگشت صفر (0-RTT)

در شرایطی که کلاینت و سرور قبلاً به هم متصل بوده‌اند، «UDP» می‌تواند اتصال را تنها با یک رفت و برگشت (1-RTT) یا حتی بدون رفت و برگشت (0-RTT) برقرار کند. در حالت «0-RTT»، درخواست بدون نیاز به دست‌دهی کامل به سرور ارسال و بلافاصله پردازش می‌شود. این ویژگی به این معناست که ارتباط سریع‌تر برقرار می‌شود، زیرا دیگر نیازی به تأخیر اولیه برای تأیید اتصال نیست.

مقابله با مشکلات شبکه

اگر در طول انتقال داده، بسته‌ای از داده‌ها گم شود، «QUIC» به‌سرعت این بسته‌ی گم‌شده را شناسایی و دوباره ارسال می‌کند، بدون اینکه نیاز به انتظار برای تایم‌اوت باشد. این ویژگی در «TCP» وجود نداشت و باعث می‌شد که مشکلات موقت شبکه باعث کاهش سرعت شوند، اما در «HTTP/3» و با استفاده از «QUIC»، این مشکلات بلافاصله حل می‌شوند.

انتقال موازی

«HTTP/3» همچنین می‌تواند چندین جریان داده (Data Streams) را به طور هم‌زمان در یک اتصال واحد ارسال کند. به این ترتیب، اگر وب‌سایتی دارای عناصر مختلفی مثل تصاویر، ویدیوها، یا اسکریپت‌ها باشد، مرورگر می‌تواند همه آن‌ها را به‌طور هم‌زمان بارگذاری کند، بدون اینکه لازم باشد هر بخش منتظر تکمیل دیگری بماند.

حفظ وضعیت اتصال

در طول فرآیند انتقال داده، «QUIC» وضعیت اتصال (Connection State) را حفظ می‌کند. این وضعیت شامل اطلاعاتی مثل وضعیت ارتباط، کنترل تراکم (Congestion Control)، کلیدهای رمزنگاری و وضعیت امنیتی است. این به این معناست که با حفظ وضعیت اتصال، «QUIC» از امنیت داده‌ها محافظت می‌کند و اطمینان می‌دهد که ارتباط به‌درستی ادامه پیدا کند و هیچ‌گونه تداخل یا شنودی در این مکالمه‌ها رخ ندهد.

پایان ارتباط

وقتی تبادل درخواست‌ها و پاسخ‌ها تمام شد، کلاینت یا سرور می‌توانند فرآیند بستن اتصال را آغاز کنند. این فرآیند توسط پروتکل «QUIC» مدیریت می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که ارتباط به‌درستی و با حفظ امنیت بسته شود.

چرا به نسخه‌ای جدید از HTTP نیاز داریم؟

یکی از بزرگ‌ترین موانع «HTTP/2» را پروتکل «QUIC» از سر راه برداشته است:

۱. کاهش اثرات از دست رفتن بسته‌های اطلاعاتی

در «HTTP/3»، اگر یکی از بسته‌های اطلاعاتی (Packet) به مقصد نرسد، دیگر نیازی نیست که کل جریان داده متوقف شود. این مشکل که به «هد-آو-لاین بلاکینگ» (Head-of-Line Blocking) معروف است، در نسخه‌های قدیمی دردسر بزرگی بود؛ چراکه وقتی ترتیب یک بسته‌ی اطلاعاتی به‌هم می‌خورد یا از دست می‌رفت، کل انتقال داده کند یا حتی متوقف می‌شد. اما حالا با «HTTP/3»، این مانع دیگر به تاریخ پیوسته و تجربه‌ای روان‌تر و سریع‌تر برای کاربران فراهم شده است

۲. اتصال سریع‌تر و بدون دردسر

«QUIC» با یک تغییر انقلابی، دو مرحله‌ی مهم در برقراری ارتباط یعنی(Cryptographic Handshake) و (Transport Handshake) را در یک حرکت ادغام کرده است.

این تغییر دقیقاً چه معنایی دارد؟ بیایید با هم نگاهی به این مراحل بیندازیم:

(Cryptographic Handshake): این مرحله پایه‌ امنیت ارتباط شما است. از لحظه‌ای که مرورگر با سرور ارتباط برقرار می‌کند، داده‌ها به‌طور کاملاً رمزنگاری‌شده منتقل می‌شوند، یعنی هر اطلاعاتی که ارسال و دریافت می‌کنید، امن و دور از دسترس افراد غیرمجاز است.

(Transport Handshake): این مرحله وظیفه دارد که یک ارتباط پایدار و قابل‌اعتماد میان مرورگر و سرور برقرار کند. نتیجه؟ داده‌ها بی‌وقفه و بدون هیچ اختلالی رد و بدل می‌شوند، به گونه‌ای که شما حتی متوجه تلاش پشت‌صحنه‌ی این فرایند نخواهید شد!

و حالا «QUIC» دست به کار شده تا این دو مرحله را به‌صورت همزمان و هماهنگ انجام دهد. یعنی به جای اینکه مرورگر و سرور دو فرآیند جداگانه و وقت‌گیر طی کنند، با «QUIC» هر دو مرحله در یک حرکت انجام می‌شود و اتصال با سرعتی بی‌نظیر برقرار می‌شود.

۳. زمان رفت و برگشت صفر (Zero Round-Trip Time یا «0-RTT»)

با «0-RTT»، کلاینت‌ها می‌توانند بدون حتی یک لحظه تأخیر و بدون نیاز به Handshake با سرورهایی که قبلاً با آن‌ها ارتباط داشته‌اند، فوراً اتصال برقرار کنند. این یعنی چه؟ بیایید واضح‌تر بررسی کنیم: هند شیک مرحله‌ای است که طی آن کلاینت و سرور برای اولین بار یکدیگر را شناسایی و تأیید می‌کنند و توافق می‌کنند که چگونه داده‌ها را رد و بدل کنند. این فرآیند برای امنیت ضروری است و معمولاً باعث می‌شود تا برقراری ارتباط کمی زمان ببرد.

اما در زمان رفت و برگشت صفر (Zero Round-Trip Time)، وقتی کلاینت به سروری اعتماد دارد و قبلاً با آن ارتباط داشته، نیازی به این تأیید دوباره نیست. به زبان ساده، با «0-RTT» کلاینت می‌تواند بی‌وقفه و بدون انتظار برای دست‌دهی، مستقیم به انتقال داده بپردازد. با «HTTP/3» و ویژگی «0-RTT»، اتصالات قبلی بدون هیچ وقفه‌ای و با سرعت بی‌نظیری دوباره برقرار می‌شوند.

این مزایا زمانی بیشتر به چشم می‌آید که وب‌سایت یا اپلیکیشن شما روی یک سرور ابری قدرتمند میزبانی شود، جایی که سرعت و امنیت HTTP/3 به‌طور کامل تجربه می‌شود.

۴. رمزنگاری قوی‌تر و جامع‌تر

«QUIC» از همان ابتدا و به‌طور پیش‌فرض رمزنگاری شده است و همین ویژگی باعث می‌شود «HTTP/3» از «HTTP/2» امن‌تر باشد. اما این دقیقاً چه معنایی دارد؟ بیایید شفاف‌تر توضیح دهیم: در «QUIC»، تمامی داده‌ها از لحظه‌ای که ارتباط آغاز می‌شود، به‌طور خودکار و بدون نیاز به هیچ تنظیم اضافه‌ای رمزنگاری می‌شوند. یعنی هر اطلاعاتی که از طریق «HTTP/3» منتقل می‌شود، در برابر هرگونه دسترسی غیرمجاز محافظت شده است، بدون هیچ دردسری و بدون نیاز به هیچ پیکربندی اضافی. با «HTTP/3»، امنیت دیگر یک ویژگی جانبی نیست؛ بلکه بخش اصلی پروتکل است. امنیت داده‌ها از اولین لحظه تا پایان ارتباط تضمین شده و خودکار است.

۵. مقابله «HTTP/3» با حملات «DDoS»

محافظت در برابر حملات «منع سرویس توزیع شده» (Distributed Denial of Service یا «DDoS») با روش «ریست سریع» (Rapid Reset) که می‌تواند سرورهای وب را کند یا حتی متوقف کند. «HTTP/3» با استفاده از یک سیستم اعتباردهی (Credit-Based System) برای جریان‌ها (Stream) به سرورها اجازه می‌دهد تا به‌صورت دقیق و هوشمند جریان‌ها را کنترل کنند.

برای روشن‌تر شدن موضوع: هر جریان (Stream) در «HTTP» به یک تبادل درخواست و پاسخ گفته می‌شود. در «HTTP/3»، این سیستم مبتنی بر اعتبار به سرورها امکان می‌دهد تعداد جریان‌های همزمان را به‌طور دقیق مدیریت کنند. نتیجه؟ سرورها می‌توانند تعداد جریان‌های فعال را بدون اینکه تحت فشار حملات DDoS قرار بگیرند، کنترل کنند و ارتباطی پایدار و بدون اختلال ارائه دهند.

کاربردهای «HTTP/3»  چیست؟

کاربردهای «HTTP/3» شامل چندین زمینه است که در آن این پروتکل می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی تجربه کاربران و عملکرد شبکه را بهبود بخشد. در زیر چند نمونه از کاربردهای اصلی «HTTP/3» آورده شده است:

۱. اینترنت اشیاء (Internet of Things یا «IoT») و «HTTP/3»

هرچند «HTTP» به دلیل برخی محدودیت‌ها همیشه گزینه ایده‌آلی برای اینترنت اشیاء (IoT) نیست، اما در برخی کاربردهای خاص که ارتباطات مبتنی بر «HTTP» نیاز است، می‌تواند بسیار مؤثر باشد. برای نمونه، «HTTP/3» می‌تواند مشکلات ناشی از اتصالات بی‌سیم نامطمئن (Lossy Wireless Connection) را که معمولاً برای دستگاه‌های موبایلی جمع‌آوری‌کننده داده از حسگرها پیش می‌آید، حل کند. این ویژگی به‌ویژه برای دستگاه‌های «IoT» مستقل که روی وسایل نقلیه یا دارایی‌های قابل حرکت نصب می‌شوند نیز بسیار کارآمد است.

چرا؟ چون «HTTP/3» با لایه انتقال قدرتمند خود ارتباطی پایدار و مطمئن را فراهم می‌کند. این یعنی چه در حال برقراری ارتباط با یک دستگاه ثابت باشید و چه با دستگاه‌های متحرک، ارتباط از طریق «HTTP» با استفاده از «HTTP/3» بدون افت و با کیفیتی بالا و پایدار انجام می‌شود.

۲. مزایده لحظه‌ای تبلیغات (Realtime Ad Bidding)

وقتی یک تبلیغ برای نمایش در مرورگر انتخاب می‌شود، مزایده‌ای لحظه‌ای برای آن انجام می‌شود. اطلاعات صفحه و کاربر به پلتفرم تبادل تبلیغات («Ad Exchange») ارسال می‌شود و این پلتفرم تبلیغ را به بالاترین پیشنهاددهنده می‌دهد. در این رقابت، تمام شرکت‌هایی که می‌خواهند تبلیغی به کاربر نشان دهند، برای این فرصت (Impression) با هم رقابت می‌کنند. این فرآیند یک رقابت الگوریتمی برای فضایی است که توسط شبکه ارائه‌دهنده تبلیغات («Ad-Serving Network») فراهم شده است.

اتصال با یک تأیید (Single Handshake) عملکرد این مزایده را بسیار بهبود می‌دهد و به تبلیغات اجازه می‌دهد سریع و بی‌وقفه بارگذاری شوند. این یعنی رقابت تبلیغ‌کنندگان، زمان بارگذاری صفحه شما را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. تبلیغات سریع‌تر یعنی صفحات سریع‌تر و تجربه‌ای بهتر برای کاربران.

۳. مایکروسرویس‌ها (Microservices)

مایکروسرویس‌ها (Microservices)، یک روش ساختاری در برنامه‌نویسی و طراحی نرم‌افزار هستند که سیستم‌های بزرگ را به بخش‌های کوچک‌تر و مستقل‌تر تقسیم می‌کنند. هر کدام از این مایکروسرویس‌ها وظیفه خاصی دارند و می‌توانند مستقل از هم کار کنند و داده‌ها را بین خود رد و بدل کنند.

وقتی اطلاعات باید از میان چندین مایکروسرویس عبور کند، سرعت انتقال ممکن است کاهش یابد، زیرا هر مایکروسرویس یک «مرحله» (Hop) است که داده‌ها باید از آن عبور کنند. پروتکل «HTTP» معمولاً کندترین مرحله در این فرآیند است، یعنی هر درخواست بین مایکروسرویس‌ها ممکن است زمان بیشتری ببرد و در نهایت کل سیستم کندتر شود.

«QUIC» که توسط پروتکل «HTTP/3» پشتیبانی می‌شود، زمان لازم برای ارسال و دریافت اطلاعات را به‌شدت کاهش می‌دهد. این پروتکل به هندشیک‌های کمتری نیاز دارد و باعث می‌شود که هر تعامل کوچک بین مایکروسرویس‌ها در زمان میلی‌ثانیه‌ای انجام شود.

۴. واقعیت مجازی مبتنی بر وب (Web Virtual Reality یا «VR»)

با پیشرفت مداوم قابلیت‌های مرورگرها، محتوای وب نیز به‌طور قابل‌توجهی تغییر می‌کند. یکی از این تغییرات مهم، «VR» مبتنی بر وب است. هرچند این فناوری هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد، در بسیاری از موقعیت‌ها «VR» می‌تواند نقش کلیدی در بهبود همکاری‌های آنلاین داشته باشد. وب نقش مهمی در فراهم‌کردن بستر لازم برای این تعاملات غنی از واقعیت مجازی دارد.

برنامه‌های «VR» به پهنای باند بیشتری نیاز دارند تا بتوانند جزئیات دقیق صحنه‌های مجازی را نمایش دهند. به همین دلیل، احتمالاً این برنامه‌ها با استفاده از «HTTP/3» که بر پایه پروتکل «QUIC» کار می‌کند، کارایی بیشتری خواهند داشت.

محدودیت‌های پروتکل HTTP/3 چیست؟

محدودیت‌های پروتکل HTTP/3 شامل موارد زیر هستند:

۱. تغییر در لایه‌ی انتقال (Transport Layer)

برای انتقال به «HTTP/3»، تغییرات تنها محدود به لایه‌ی کاربرد (Application Layer) نمی‌شود؛ بلکه نیاز به تغییر در لایه‌ی انتقال (Transport Layer) نیز وجود دارد. این یعنی علاوه بر تغییراتی که در سطح ارتباطات کاربردی انجام می‌شود، ساختار انتقال داده‌ها نیز باید دستخوش تغییرات شود. به همین دلیل، پذیرش «HTTP/3» به‌نسبت چالش‌برانگیزتر از «HTTP/2» است، چراکه «HTTP/2» تنها به تغییر در لایه‌ی کاربرد نیاز داشت و نیازی به اصلاحات اساسی در لایه انتقال نبود.

۲. کنترل شدیدتر لایه انتقال توسط میانه‌افزارها (Middleboxes)

لایه‌ی انتقال (Transport Layer) توسط تجهیزات واسط شبکه مانند فایروال‌ها (Firewalls)، پروکسی‌ها (Proxies) و دستگاه‌های «NAT» به‌شدت بررسی و تحلیل می‌شود. این تجهیزات برای انجام وظایف خود به بازرسی عمیق بسته‌ها (Deep Packet Inspection) نیاز دارند تا بتوانند محتوای بسته‌های داده را تحلیل و کنترل کنند.

بنابراین، معرفی یک مکانیسم جدید در لایه انتقال (مانند «HTTP/3» که از پروتکل «QUIC» استفاده می‌کند)، تأثیرات مهمی بر زیرساخت‌های فناوری اطلاعات و تیم‌های عملیاتی دارد، زیرا این میانه‌افزارها باید با این ساختار جدید سازگار شوند و بتوانند به وظایف امنیتی و نظارتی خود ادامه دهند.

۳. مشکل با فایروال‌ها و پروتکل‌های پیش‌فرض

یکی از چالش‌های اصلی استفاده از «UDP» این است که «TCP» همچنان پروتکل اصلی و منتخب برای بیشتر ترافیک وب و بسیاری از خدمات شناخته‌شده‌ای است که توسط «IETF» تعریف شده‌اند. به همین دلیل، سیاست‌های پیش‌فرض فایروال‌ها اغلب برای کنترل و فیلتر کردن ترافیک «TCP» تنظیم شده‌اند و ممکن است نسبت به ترافیک «UDP» انعطاف کمتری داشته باشند.

۴. مناسب نبودن برای دستگاه‌های محدود اینترنت اشیاء (IoT)

پذیرش «HTTP/3» می‌تواند برای برخی دستگاه‌های محدود اینترنت اشیاء (Internet of Things یا «IoT») چالش‌برانگیز و سنگین باشد. بسیاری از کاربردهای «IoT» به دستگاه‌هایی نیاز دارند که کوچک، کم‌مصرف، و با منابع محدود باشند، یعنی با رم (RAM) و قدرت پردازشی پایین طراحی شده‌اند. این محدودیت‌ها برای تضمین عملکرد بهینه دستگاه‌ها در شرایط خاصی اعمال می‌شوند، مانند مصرف باتری کم، نرخ انتقال داده پایین، و اتصال نامطمئن.

«HTTP/3» به‌دلیل لایه انتقال اضافی که با «QUIC» بر بستر «UDP» ایجاد می‌کند، نیازمند پردازش بیشتری است. این امر باعث می‌شود که پروتکل «HTTP/3» برای برخی از این دستگاه‌های کوچک و محدود، بسیار سنگین باشد و استفاده از آن ممکن است عملکرد دستگاه را کاهش دهد یا حتی امکان‌پذیر نباشد

تفاوت‌های اصلی «HTTP/3» با نسخه‌های دیگر «HTTP»

تفاوت‌های اساسی بین «HTTP/3» و نسخه‌های قبلی آن، به تمایز بین پروتکل‌های «UDP» و «TCP» برمی‌گردد. پروتکل «QUIC» که بر پایه «UDP» طراحی شده، محدودیت‌های پروتکل قدیمی‌تر «TCP» را پشت سر گذاشته و امکان انتقال هم‌زمان چندین جریان داده را فراهم می‌کند. از همه مهم‌تر، «QUIC» به‌طور پیش‌فرض دارای رمزنگاری است، که نه تنها امنیت بیشتری را فراهم می‌کند، بلکه اتصال را سریع‌تر می‌کند. در ادامه، مقایسه‌ای از ویژگی‌های «HTTP/3» با نسخه‌های قبلیی آن آورده‌ایم:

جمع‌بندی

پروتکل HTTP/3 نسل جدید پروتکل انتقال داده‌ها در وب است که با هدف افزایش سرعت و امنیت ارتباطات اینترنتی طراحی شده است. در این مقاله از آبالون، بررسی کردیم که پروتکل HTTP/3 چیست و چه مزایایی نسبت به نسخه‌های قبلی خود ارائه می‌دهد. آشنایی با پروتکل HTTP/3 به ما کمک می‌کند تا بفهمیم این پروتکل چگونه با استفاده از QUIC بهبود قابل‌توجهی در کاهش تأخیر و افزایش پایداری اتصال به‌ویژه در شبکه‌های شلوغ و بی‌ثبات ایجاد می‌کند. همه چیز در مورد HTTP/3 نشان می‌دهد که این پروتکل می‌تواند تجربه کاربران را در وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌های آنلاین بهبود ببخشد و نیازهای امروزی اینترنت مدرن را بهتر برآورده کند. توصیه می‌شود که وب‌سایت‌ها و کسب‌وکارهای آنلاین از HTTP/3 استفاده  تا با سرعت و امنیت بیشتری به کاربران خود خدمات ارائه دهند.