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关于云原生:如何定位并修复-HttpCore5-中的-HTTP2-流量控制问题

jiezi

作者：风起

开篇吹一波阿里云性能测试服务 PTS [1]，PTS 在 2021 年 5 月份曾经上线了对 HTTP2 协定的反对（底层依赖 httpclient5），在压测时会通过与服务端协商的后果来决定应用 HTTP1.1 或者 HTTP2 协定。

背景

写这篇文章的起因是某天某个客户找过去，问咱们是不是不反对 HTTP2，因为他在 XX 云上购买了 2 个域名，其中一个开启了 HTTP2，而在 PTS 压测过程中，反对 HTTP2 的接口总是报错：

起初狐疑是 HTTP2 反对的问题，通过在本地强制应用 HTTP2 协定，拜访淘宝主页，发现是没问题的，狐疑是用户在 XX 云上的配置问题，但紧接着通过在本地 Postman、curl 以及压测引擎强制应用 HTTP1.1 协定时都可能失常拜访该网页，意识到大概率是 PTS 引擎侧的问题。

通过本地 debug，看到是因为申请 URL 时，客户端窗口大小被调整为大于 2^32 -1 导致的异样。

那正好借这个机会看下这里的窗口大小指的是什么。

HTTP2 流控

提到窗口，就要提到 HTTP2 相比于 HTTP1.1 反对的新个性：流控（Flow Control），其实 HTTP1.1 依赖于传输层 TCP 的滑动窗口一样能够实现流控，那么为什么 HTTP2 要在应用层再实现一个流控呢？起因在于 HTTP2 引入了流和多路复用，通过流控能够达到使多个流协同的成果。

一些流控的基本概念：

  1. 流控是针对连贯而言的，不是针对端到端的，而是在两端中的每一跳；次要指有代理的状况下，代理与两端都存在流控
  2. 流控是基于 WINDOW_UPDATE 帧的，接收者能够通过流控管制发送者的速度
  3. 流控既能够作用于 stream 也能够作用于 connection
  4. 对于连贯与所有新开启的流而言，流控窗口大小默认都是 65535，且最大值为 2^32 – 1
  5. 流控无奈禁用

为了便于了解，先简略列一下 HTTP2 帧的类型：

  • DATA：携带申请或响应中的数据
  • HEADERS：用于新建一个流（申请或响应），蕴含对应的 Headers
  • PRIORITY：用于配置流的优先级
  • RST_STREAM：强制完结某个流，仅用于某一端勾销流，并不适用于失常流的完结
  • SETTINGS：H2 建联的一些配置
  • PUSH_PROMISE：服务端推送响应到客户端
  • PING：向远端发送一条 PING，远端必须返回该 PING
  • GOAWAY：用于某一端将要完结连贯
  • WINDOW_UPDATE：更新流控窗口大小
  • CONTINUATION：如果 headers 过大，单个 HEADERS 帧难以携带，通过该帧发送额定的 headers

接下来，咱们重点看上流控相干的帧，次要是 SETTING 与 WINDOW_UPDATE，在连贯建设时会通过 SETTINGS 帧来调整对方的窗口大小，之后在传输过程中，窗口大小会随着数据的发送逐步减小，直到收到对方发送的 WINDOW_UPDATE 帧，从而更新窗口大小。SETTINGS 帧次要蕴含以下内容：

  • SETTINGS_HEADER_TABLE_SIZE：HPACK（一种 header 压缩算法）header 表的最大长度，默认值 4096
  • SETTINGS_ENABLE_PUSH：客户端发向服务端的配置，若设置为 true，客户端将容许服务端推送响应，默认值 true
  • SETTINGS_MAX_CONCURRENT_STREAMS：同时关上的 stream 最大数量，通常意味着同一时刻可能同时响应的申请数量，默认有限
  • SETTINGS_INITIAL_WINDOW_SIZE：流控的初始窗口大小，默认值 65535
  • SETTINGS_MAX_FRAME_SIZE：对端可能承受帧的最大长度，默认值 16384
  • SETTINGS_MAX_HEADER_LIST_SIZE：对端可能承受的 header 列表最大长度，默认不限度

流控的实现如上所述，每发送一批 DATA 帧，行将窗口大小减小。须要留神的是流控仅针对 DATA 帧。

后面提到流控既能够作用于 stream 又能够作用于 connection，那具体是怎么执行的呢？connection 的流控与 上述 stream 流控逻辑相似，每次发送 DATA 帧，connection 与 stream 窗口都会减小，但不同的是，WINDOW_UPDATE 要么独自作用于 stream，要么独自作用于 connection（streamid 为 0 时，示意作用于 connection）。

问题定位

那么回到开篇的问题，咱们以 URL ​https://www.sysgeek.cn/​ 为例，通过在本地做代码 debug 发现，最终抛异样的起因在于接管到 WINDOW_UPDATE 帧后，更新后窗口大小值大于 2^32 – 1 导致抛异样：

而从这里的代码能够看出，524288 是以后窗口大小，而 delta 是对方告知的 WINDOW_UPDATE 大小，通过剖析，发现 524288 这个值不同于默认值 65535，那持续看这个值是什么工夫改变的：

发现是接管 SETTINGS 指令后，初始化窗口大小时批改的，但这里与 RFC 7540 [2] 的形容（connection 窗口大小仅在接管到 WINDOW_UPDATE 后才可能批改）是抵触的：

因而咱们判定是 httpcore5 的源代码有 bug，在删除标记的这行代码后，申请能够失常执行了。

遗憾的是在筹备给 httpcore5 提 PR 的过程中发现这个 bug 曾经在 commit 中被修复了。

参考资料

[1] PTS：

https://help.aliyun.com/docum…

[2] RFC 7540：

https://datatracker.ietf.org/…

• ​​https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7540#section-5.2​​

• ​​https://undertow.io/blog/2015/04/27/An-in-depth-overview-of-HTTP2.html​​

• ​​https://laike9m.com/blog/rfc7540-bi-ji-wu-flow-control,106/​​

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