HTTP/3 とは？

HTTP/3 は、Hypertext Transfer Protocol（HTTP）の最新バージョンであり、Web ブラウザとWebサイトの間でデータを転送するために使用されるプロトコルです。プロトコルは、デバイス、システム、または当事者間で、データや情報がどのように送信、受信、解釈されるかを規定する一連のルールまたは標準です。

HTTP/3 は、HTTP/1.1 や HTTP/2 で使用される従来の TCP の代わりに、QUIC と呼ばれる新しいトランスポートプロトコルを使用することで、インターネット全体でのデータの配信方法を改善します。HTTP/3 は、Webサイトの信頼性を高め、セキュリティを強化し、読み込みを高速化するように設計されました。これは、レイテンシやパケット損失が大きいネットワーク（モバイルネットワークなど）で特に当てはまります。

最も簡単に言えば、HTTP/3は、より高速でより安全なWeb体験を提供することを目的とした既存のHTTPバージョンの更新です。

HTTP/3はどのような問題を解決しますか？

HTTP/3は、TCPベースのWeb通信に関連するいくつかの長年の課題に対処します。具体的には、次の点が改善されます： 

ヘッド・オブ・ライン・ブロッキング。 最も顕著な問題の1つは、ヘッド・オブ・ライン・ブロッキングです。TCPでは、転送中に1つのパケットが失われると、後続のパケットは失われたパケットが再送されるまで待機する必要があります。これにより、ほとんどのデータが正常に到着していても、接続全体が遅延する可能性があります。QUICは、1つの接続内で複数の独立したストリームを許可することで、この問題を解決します。1つのストリームに属するパケットが失われた場合、そのストリームのみが影響を受け、他のストリームは引き続きデータを配信できます。

接続の確立が遅いです。HTTP/3 は接続確立のレイテンシも改善します。従来のHTTPでは、アプリケーション・データを送信する前に、複数のハンドシェイク手順が必要です。QUIC は、安全な接続の確立に必要なラウンドトリップ数を削減するため、レイテンシを大幅に低減できます。特に、長距離で接続するユーザーに効果的です。

モバイルネットワークのパフォーマンス。 HTTP/3 は、接続状況が頻繁に変化し、パケット損失がより一般的な最新のモバイルネットワークにより適しています。

QUICとは何ですか。また、HTTP/3がこれを使用するのはなぜですか？

HTTP/3 が QUIC を使用するのは、TCP と比較してより優れたパフォーマンスとレジリエンスを提供するためです。QUIC（Quick UDP Internet Connections）は、Google によって最初に開発され、その後 IETF によって標準化されたトランスポートプロトコルです。

QUIC（Quick UDP Internet Connections）は、Google によって最初に開発され、その後 Internet Engineering Task Force（IETF）によって標準化されたトランスポート・プロトコルです。これは、強力なセキュリティと信頼性の保証を維持しながら、TCP の制限の一部に対処するように設計されました。

QUIC は UDP 上で動作するため、オペレーティングシステムの TCP スタックに依存するのではなく、プロトコルレベルで高度な機能を実装できます。この柔軟性により、より迅速なイノベーションとパフォーマンスの向上が可能になります。

QUIC の主なメリットは何ですか？

• 接続のセットアップが高速化 – より少ないラウンドトリップで接続を確立でき、0-RTT 再開によってはデータをすぐに送信できる場合もあります。

• 組み込み暗号化 – QUIC は TLS 1.3 をプロトコルに直接統合します。

• ブロッキングなしのストリーム・マルチプレキシング — データは独立したストリームに分割されます。信頼性の低いネットワークでのパフォーマンス向上 - パケット損失は接続全体ではなく、影響を受けたストリームのみに影響します。

HTTP/3 アーキテクチャ

HTTP/3は、TCPではなくUDP上に構築するトランスポートプロトコルであるQUIC上でHTTPを実行する新しいアーキテクチャを使用します。このモデルでは、QUICが接続管理、マルチプレクシング、輻輳制御、暗号化を処理し、以前は複数のレイヤーに分かれていた機能を組み合わせます。

各HTTPリクエストとレスポンスは、単一の接続内の独立したQUICストリームを介して伝送されます。これらのストリームは独立して動作するため、1つのストリームでパケット損失が発生しても、他のストリームはブロックされません。

HTTP/3は、TLS 1.3もQUICに直接統合しているため、暗号化が必須となり、より高速で効率的な接続セットアップが可能になります。このアーキテクチャは、最新のネットワークにおけるパフォーマンス、信頼性、レジリエンスを向上させます。

HTTP/3の主なメリットと機能は何ですか？

HTTP/3 は、より優れたセキュリティを提供します。

セキュリティはHTTP/3に直接組み込まれています。すべてのHTTP/3接続はデフォルトで暗号化されており、QUICプロトコルに直接統合されたTLS 1.3を使用します。暗号化が任意である以前のHTTPバージョンとは異なり、HTTP/3は暗号化されていない接続をサポートしていません。

この統合されたアプローチにより、暗号化ハンドシェイクとトランスポートのセットアップが同時に行われるため、接続を確立するプロセスも簡素化されます。その結果、HTTP/3 は従来の TCP 上の HTTPS よりも高速に安全な接続を確立できることがよくあります。

HTTP/3 により Webサイトは高速化されます

HTTP/3は、ネットワーク条件、サーバー設定、アプリケーション設計などのいくつかの要因によって正確な影響は異なりますが、Webサイトのパフォーマンスを向上させることができます。

多くの実際のシナリオでは、HTTP/3は、特にネットワーク条件が理想的でない場合に、レイテンシとページの読み込み時間を短縮できます。QUICはパケット損失をより効率的に処理し、より迅速に接続を確立するため、ユーザーはより高速なコンテンツ配信と、より一貫したパフォーマンスを体験できる場合があります。

HTTP/3 は、特に次のような環境で有効です：

• モバイル接続は一般的です。

• 高レイテンシのネットワークが関係しています

• パケット損失が頻繁に発生します。

• 複数のリソースが同時に読み込まれます

すでに高度に最適化されているWebサイトでは、より厳しいネットワーク条件で運用されているWebサイトと比べて、改善幅が小さくなる場合があることにご注意ください。

HTTP/3 は HTTP/1.1 や HTTP/2 と何が異なりますか？

HTTP/2 と HTTP/3 の主な違いは、基盤となるトランスポート・プロトコルです。以下の図は、HTTP/3 と HTTP/2 の主な違いを示しています。

HTTP/1.1とHTTP/2はどちらもTCPに依存しており、TCPは以前はインターネットトラフィックの従来のトランスポート・プロトコルでした。HTTP/2 では、単一の接続で複数のリクエストを多重化するなどの大幅な改善が導入されましたが、TCP に起因するいくつかの制限が依然としてありました。

HTTP/3 は、パフォーマンスを向上させるように設計された最新のトランスポート・プロトコルである QUIC によって、TCP を置き換えます。QUIC は、暗号化、輻輳コントロール、接続管理などの多くの機能をトランスポート・レイヤーで直接処理するため、HTTP/3 は遅延を削減し、ネットワークの中断からより効率的に回復できます。

ブラウザは HTTP/3 をサポートしていますか？

はい。現在、ほとんどの最新ブラウザはHTTP/3をサポートしており、利用可能な場合は自動的に使用できます。

HTTP/3をサポートする主要なブラウザには、次のものがあります：

• Google Chrome

• Microsoft Edge

• Mozilla Firefox

• Apple Safari

ブラウザは、クライアントとサーバーの間でサポートされる最適なプロトコルを判断するために、プロトコルネゴシエーションと呼ばれる仕組みを使用します。HTTP/3が利用可能な場合、ブラウザは通常、自動的にそれを使用します。利用できない場合は、HTTP/2またはHTTP/1.1にフォールバックします。これらはすべて、ブラウザの背後でこの動作が行われていることを閲覧者が認識しないまま実行されます。 

この自動ネゴシエーションにより、通常、ユーザーは HTTP/3 のメリットを得るために手動で何かを設定する必要はありません。

HTTP/3を使用するために、Webサイトは何か変更する必要がありますか？

はい。HTTP/3 をサポートするには、Web サーバーまたはインフラストラクチャプロバイダーが QUIC と HTTP/3 のサポートを有効にする必要があります。

通常、次が必要です：

• HTTP/3 をサポートする Web サーバー、プロキシ、または CDN

• トランスポートレイヤーでQUICが有効

• TLS 1.3 と互換性のある TLS 設定

多くの最新の Web サーバー、リバースプロキシ、および CDN が HTTP/3 をサポートするようになっています。多くの場合、HTTP/3 の有効化は、大規模なアーキテクチャ更新というよりも主に設定の変更です。

Fastly を使用するメリット 

Fastly の CDN は、エッジで HTTP/3 と QUIC をサポートしているため、互換性のあるブラウザは従来の TCP ベースのプロトコルよりも高速かつ効率的なトランスポートを使用して接続できます。Fastly で HTTP/3 を有効にすることで、接続確立時間の短縮、不安定なネットワークでのパフォーマンス向上、エンドユーザーへのより迅速なコンテンツ配信が可能になります。

Fastly は、グローバルなエッジネットワーク全体で HTTP/3 をサポートします。これにより、ページを読み込む際のレイテンシを削減し、ストリーミングパフォーマンスを向上できるだけでなく、QUIC で使用される組み込みの TLS 1.3 暗号化を通じてセキュリティを強化できます。こうした改善により、組織は既存の HTTP インフラストラクチャとの互換性を維持しつつ、世界中のユーザーに、より高速でレジリエントなデジタル体験を提供できます。