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移动 APP 网络优化概述(二)
2018-01-30 12:42:53 】 浏览:262
Tags:移动 APP 网络 优化 概述
前最流行的两种数据格式是 json 和 protobuf,json 是字符串,protobuf 是二进制,即使用各种压缩算法压缩后,protobuf 仍会比 json 小,数据量上 protobuf 有优势,序列化速度 protobuf 也有一些优势,这两者的对比就不细说了。

压缩算法多种多样,也在不断演进,最新出的 Brotli 和Z-standard实现了更高的压缩率,Z-standard 可以根据业务数据样本训练出适合的字典,进一步提高压缩率,目前压缩率表现最好的算法。

除了传输的 body 数据,每个请求 HTTP 协议头的数据也是不可忽视,HTTP2 里对 HTTP 协议头也进行了压缩,HTTP 头大多是重复数据,固定的字段如 method 可以用静态字典,不固定但多个请求重复的字段例如 cookie 用动态字典,可以达到非常高的压缩率,这里有详细介绍。

通过 HTTPDNS,连接多路复用,更好的数据压缩算法,可以把网络请求的速度优化到较不错的程度了,接下来再看看弱网和安全上可以做的事情。

弱网

手机无线网络环境不稳定,针对弱网的优化,微信有较多实践和分享,包括:

    1. 提升连接成功率
      复合连接,建立连接时,阶梯式并发连接,其中一条连通后其他连接都关闭。这个方案结合串行和并发的优势,提高弱网下的连接成功率,同时又不会增加服务器资源消耗:
      20180109120421
      ?
    2. 制定最合适的超时时间
      对总读写超时(从请求到响应的超时)、首包超时、包包超时(两个数据段之间的超时)时间制定不同的计算方案,加快对超时的判断,减少等待时间,尽早重试。这里的超时时间还可以根据网络状态动态设定。
    3. 调优TCP参数,使用TCP优化算法。
      对服务端的TCP协议参数进行调优,以及开启各种优化算法,使得适合业务特性和移动端网络环境,包括RTO初始值,混合慢启动,TLP,F-RTO等。

针对弱网的这些细致优化未成为标准,系统网络库没有内置,不过前两个客户端优化微信的开源网络库 mars 有实现,若有需要可以使用。

安全

标准协议 TLS 保证了网络传输的安全,前身是 SSL,不断在演进,目前最新是 TLS1.3。常见的 HTTPS 就是 HTTP 协议加上 TLS 安全协议。

安全协议概括性地说解决两个问题:1.保证安全 2. 降低加密成本

在保证安全上:

  1. 使用加密算法组合对传输数据加密,避免被窃听和篡改。
  2. 认证对方身份,避免被第三方冒充。
  3. 加密算法保持灵活可更新,防止定死算法被破解后无法更换,禁用已被破解的算法。

降低加密成本上:

  1. 用对称加密算法加密传输数据,解决非对称加密算法的性能低以及长度限制问题。
  2. 缓存安全协议握手后的密钥等数据,加快第二次建连的速度。
  3. 加快握手过程:2RTT-> 0RTT。加快握手的思路,就是原本客户端和服务端需要协商使用什么算法后才能加密发送数据,变成通过内置的公钥和默认的算法,在握手的同时就把数据发出去,也就是不需要等待握手就开始发送数据,达到0RTT。

这些点涉及的细节非常多,对 TLS 的介绍有一篇雄文,说得很详细,在此推荐。

目前基本主流都支持 TLS1.2,iOS 网络库默认使用 TLS1.2,Android4.4 以上支持 1.2。TLS1.3 iOS 还处于测试阶段,Android 未查到消息。对于普通 APP,只要正确配置证书,TLS1.2 已经能保证传输安全,只是在建连速度上会有所损耗,有一些大型 APP 像微信就自行实现了 TLS1.3 的部分协议,早一步全平台支持。

最后

网络优化这个话题非常庞大,本文只是在学习过程中从优化思路上列举了目前业界常见的优化点,还有很多细节很多更深入的优化没涉及到,网络层实践开发经验不足,若有错误欢迎指出。

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