Akselerasi QUIC untuk Layanan Audio dan Video - Server Load Balancer

Protokol QUIC (Quick UDP Internet Connections) meningkatkan kecepatan akses klien, terutama dalam skenario dengan kondisi jaringan buruk atau sering terjadi perpindahan antara jaringan Wi-Fi dan seluler. Protokol ini memungkinkan multiplexing tanpa memerlukan koneksi ulang, sehingga meningkatkan efisiensi akses resource dan mengamankan transmisi data.

Protokol QUIC

QUIC, juga dikenal sebagai protokol Quick UDP Internet Connections, menyediakan keamanan setara SSL dan menawarkan keunggulan seperti multiplexing. Protokol ini berkinerja baik dalam kondisi jaringan lemah dan tetap dapat memberikan layanan yang dapat digunakan meskipun terjadi kehilangan paket dan latensi jaringan yang signifikan. QUIC memungkinkan penerapan berbagai algoritma pengendalian kemacetan di lapisan aplikasi tanpa memerlukan dukungan dari sistem operasi atau kernel, sehingga lebih fleksibel untuk dimodifikasi dibandingkan protokol TCP tradisional. Hal ini menjadikannya cocok untuk layanan yang telah mencapai batas optimalisasi TCP.

Seiring pesatnya pertumbuhan layanan baru seperti video pendek dan streaming langsung, transmisi media kini membutuhkan bandwidth tinggi sekaligus latensi rendah. Protokol QUIC secara efektif dapat mengatasi masalah buffering jaringan dan video, meningkatkan akses resource audio dan video, serta menjamin keamanan transmisi data.

Jenis protokol QUIC yang didukung

ALB mendukung gQUIC dan iQUIC. Protokol HTTP/3 adalah protokol lapisan aplikasi yang dibangun di atas iQUIC dan mengandalkan iQUIC untuk menerapkan fitur-fitur seperti multiplexing, pengendalian kemacetan, deteksi kehilangan paket, dan pengiriman ulang. Protokol HTTP/3 membangun koneksi klien lebih cepat dan menghilangkan blokir kepala antrian pada aliran multiplexed.

Application Load Balancer (ALB) mendukung versi gQUIC Q46, Q43, dan Q39, serta versi HTTP/3 h3.

Negosiasi HTTP/3

Setelah Anda mengaktifkan QUIC Upgrade, ALB mengiklankan protokol HTTP/3 dan gQUIC kepada klien, dengan memprioritaskan HTTP/3 agar klien yang mendukung HTTP/3 dapat terhubung ke ALB terlebih dahulu.

Klien selalu kembali menggunakan HTTPS atau HTTP/2 jika gagal membangun koneksi HTTP/3.
Klien yang mendukung HTTP/3 menggunakan cookie cache yang terkait dengan HTTP/3.
Mengaktifkan atau menonaktifkan peningkatan QUIC tidak memengaruhi koneksi klien ke ALB.

Dukungan diiklankan dalam header respons HTTP Alt-Svc. Nilai header alt-svc adalah:

Alt-Svc : h3=":$quic_port"; ma=3600,quic=":$quic_port"; v="46,43,39"; ma=3600

Saat peningkatan QUIC diaktifkan, klien Anda mungkin kembali ke HTTPS atau HTTP/2 dalam situasi tertentu alih-alih melakukan negosiasi HTTP/3. Situasi tersebut meliputi:

Versi HTTP/3 yang didukung klien tidak kompatibel dengan versi HTTP/3 yang didukung ALB.
ALB mendeteksi bahwa traffic UDP diblokir atau dibatasi lajunya, sehingga HTTP/3 tidak dapat berfungsi.
Klien sama sekali tidak mendukung HTTP/3 dan karena itu tidak mencoba melakukan negosiasi koneksi HTTP/3.

Persyaratan klien

Jika Anda menggunakan Google Chrome, browser tersebut dapat langsung mengirim permintaan QUIC ke ALB.
Untuk mengakses QUIC menggunakan Google Chrome, Anda harus menggunakan versi Chrome tertentu:
- Versi protokol gQUIC tertinggi yang didukung ALB adalah Q46, yang sesuai dengan Google Chrome 74 hingga 81.
- Versi protokol HTTP/3 tertinggi yang didukung ALB adalah h3, yang sesuai dengan Google Chrome 87 atau versi lebih baru.
Jika Anda menggunakan klien lain, seperti aplikasi yang dikembangkan sendiri, klien tersebut harus mengintegrasikan library jaringan yang mendukung protokol QUIC, misalnya: lsquic-client, Cronet, ngtcp2, dan quiche.

Kasus penggunaan

Saat Anda menggunakan Google Chrome untuk mengakses instans ALB, ALB meneruskan permintaan ke server backend berdasarkan nama domain sertifikat example.com yang terikat pada pendengar. Dua kasus penggunaan utama adalah:

Saat pendengar HTTPS dan pendengar QUIC keduanya dikonfigurasi, ALB memprioritaskan pendengar QUIC. Dalam hal ini, ketika Anda memasukkan nama domain sertifikat example.com di Google Chrome, instans ALB meneruskan permintaan klien ke kelompok server default RS1 melalui pendengar QUIC yang dikonfigurasi.
Saat pendengar QUIC tidak tersedia, koneksi secara otomatis kembali ke pendengar HTTPS terkait. Dalam hal ini, ketika Anda memasukkan nama domain sertifikat example.com di Google Chrome, instans ALB meneruskan permintaan klien ke kelompok server default RS1 melalui pendengar HTTPS yang dikonfigurasi.

Prasyarat

Anda telah membuat instans ALB. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Buat dan kelola instans ALB.
Anda telah membuat kelompok server bernama RS1. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Buat dan kelola kelompok server.
Anda telah menambahkan instans ECS01 ke kelompok server RS1 dan men-deploy layanan video Nginx pada instans ECS01.
Anda telah men-deploy Sertifikat server SSL pada instans ALB. Sertifikat tersebut terikat pada nama domain example.com.

Langkah 1: Buat pendengar QUIC

Masuk ke Konsol ALB.
Di bilah navigasi atas, pilih wilayah tempat instans ALB dideploy.
Pada halaman Instances, temukan instans target dan klik ID instans tersebut. Pada tab Listener, klik Create Listener.

Pada wizard Configure Listener, tentukan parameter berikut, lalu klik Next.

Topik ini hanya menjelaskan parameter yang relevan. Untuk parameter lainnya, Anda dapat menggunakan nilai default. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Tambahkan pendengar QUIC.

Konfigurasi pendengar

Deskripsi

Listener Protocol

Pilih protokol untuk pendengar.

Pada contoh ini, pilih QUIC.

Listener Port

Tentukan port untuk menerima dan meneruskan permintaan ke server backend.

Nomor port harus berada dalam rentang 1 hingga 65535.

Catatan

Dalam satu instans ALB yang sama, port pendengar untuk protokol yang sama harus unik, dan port pendengar HTTP dan HTTPS tidak boleh sama.

Pada wizard Configure SSL Certificate, pilih sertifikat server, lalu klik Next.
Pada wizard Select Server Group, pilih Server, lalu pilih kelompok server, tinjau informasi server backend, dan klik Next.
Pada wizard Configuration Review, konfirmasi informasi konfigurasi dan klik Submit.

Langkah 2: Buat pendengar HTTPS

Saat membuat pendengar HTTPS, aktifkan QUIC upgrade dan kaitkan dengan pendengar QUIC yang telah Anda buat.

Pada halaman Instances, temukan instans tempat Anda membuat pendengar QUIC di Langkah 1 dan klik ID instans tersebut.
Pada tab Instance Details, klik tab Listener, lalu klik Create Listener.

Pada wizard Configure Listener, tentukan parameter berikut, lalu klik Next.

Topik ini hanya menjelaskan parameter yang relevan. Untuk parameter lainnya, Anda dapat menggunakan nilai default. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Tambahkan pendengar HTTPS.

Konfigurasi pendengar	Deskripsi
Listener Protocol	Pilih protokol untuk pendengar. Pada contoh ini, pilih HTTPS.
Listener Port	Masukkan port pendengar yang digunakan untuk menerima permintaan dan meneruskannya ke server backend. Biasanya, port 80 digunakan untuk HTTP dan port 443 untuk HTTPS. Nomor port harus berada dalam rentang 1 hingga 65535. Pada contoh ini, masukkan 443. Catatan Port pendengar harus unik dalam satu instans load balancer yang sama.
Advanced Settings	Klik Modify untuk membuka pengaturan lanjutan.
QUIC Upgrade	Pilih apakah akan mengaktifkan peningkatan QUIC. Pada contoh ini, aktifkan peningkatan QUIC dan pilih pendengar QUIC yang telah Anda buat dari daftar drop-down Associated QUIC Listeners.

Pada wizard Configure SSL Certificate, pilih sertifikat server, lalu klik Next.
Pada wizard Select Server Group, pilih Server, lalu pilih kelompok server, tinjau informasi server backend, lalu klik Next.
Pada halaman Configuration Review, konfirmasi informasi konfigurasi dan klik Submit.

Langkah 3: Konfigurasikan resolusi nama domain

Buat Rekaman CNAME untuk memetakan example.com ke nama domain publik instans ALB.

Masuk ke Konsol ALB.
Di bilah navigasi atas, pilih wilayah.
Temukan instans ALB target dan salin nama DNS-nya.

Ikuti langkah-langkah berikut untuk menambahkan Rekaman CNAME.

Catatan

Jika nama domain Anda tidak terdaftar di Alibaba Cloud, Anda harus terlebih dahulu menambahkannya ke Konsol DNS Alibaba Cloud sebelum dapat mengonfigurasi pengaturan resolusinya. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Manajemen Nama Domain. Jika nama domain Anda terdaftar di Alibaba Cloud, lanjutkan dengan langkah-langkah berikut.

Masuk ke Konsol DNS Alibaba Cloud.
Pada halaman Public Zone, temukan nama domain target dan klik Settings di kolom Actions.
Pada halaman Settings, klik Add Record.

Pada panel Add Record, tentukan parameter berikut, lalu klik OK.

Parameter	Deskripsi
Record Type	Dari daftar drop-down, pilih CNAME.
Hostname	Hostname untuk rekaman tersebut. Misalnya, www.
Query Source	Pilih Default.
Record Value	Tempel nama DNS instans ALB yang telah Anda salin.
TTL	Time to live (TTL). Ini menentukan berapa lama rekaman DNS disimpan di cache pada server DNS. Contoh ini menggunakan nilai default.

Catatan

Rekaman CNAME baru berlaku hampir segera. Waktu propagasi rekaman yang dimodifikasi bergantung pada TTL rekaman sebelumnya, yang secara default adalah 10 menit.
Jika Anda mengalami konflik saat menambahkan rekaman, gunakan hostname berbeda untuk resolusi. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Aturan konflik rekaman DNS.

Langkah 4: Verifikasi hasil

Topik ini menggunakan klien Windows sebagai contoh. Di browser, masukkan example.com untuk mengakses instans ALB. Pada topik ini, layanan video Nginx dideploy pada ECS01, yang merupakan server backend dalam kelompok server RS1.

Saat pendengar HTTPS dan pendengar QUIC keduanya dikonfigurasi, masukkan nama domain yang terikat pada sertifikat, example.com, di browser Anda dan tekan F12. Anda dapat melihat bahwa Protocol halaman web saat ini adalah HTTP/3, dan permintaan memakan waktu 93 ms.
Saat pendengar QUIC tidak tersedia, masukkan nama domain yang terikat pada sertifikat, example.com, di browser Anda dan tekan F12. Anda dapat melihat bahwa Protocol halaman web saat ini adalah HTTP/2, dan permintaan memakan waktu 148 ms.

Hasil tersebut menunjukkan bahwa penggunaan HTTP/3 melalui ALB meningkatkan kecepatan akses konten video pada server backend.