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2. HTTP/3 Protocol Overview (HTTP/3プロトコル概要)

HTTP/3は、QUICトランスポートプロトコル (QUIC Transport Protocol) とHTTP/2に類似した内部フレーミングレイヤー (Framing Layer) を使用して、HTTPセマンティクスのトランスポートを提供します。

クライアントが特定のエンドポイントにHTTP/3サーバーが存在することを知ると、QUIC接続を開きます。QUICは、プロトコルネゴシエーション (Protocol Negotiation)、ストリームベースの多重化 (Stream-Based Multiplexing)、およびフロー制御 (Flow Control) を提供します。HTTP/3エンドポイントの発見については、セクション3.1で説明されています。

各ストリーム内で、HTTP/3通信の基本単位はフレーム (Frame) です（セクション7.2）。各フレームタイプは異なる目的を果たします。たとえば、HEADERSおよびDATAフレームは、HTTPリクエストとレスポンスの基礎を形成します（セクション4.1）。接続全体に適用されるフレームは、専用の制御ストリーム (Control Stream) で伝達されます。

リクエストの多重化は、[QUIC-TRANSPORT] のセクション2で説明されているQUICストリーム抽象化 (Stream Abstraction) を使用して実行されます。各リクエスト-レスポンスペアは、単一のQUICストリームを消費します。ストリームは互いに独立しているため、ブロックされたりパケット損失を被ったりする1つのストリームが、他のストリームの進行を妨げることはありません。

サーバープッシュ (Server Push) は、HTTP/2 ([HTTP/2]) で導入されたインタラクションモードであり、クライアントが指定されたリクエストを行うことを予測して、サーバーがクライアントにリクエスト-レスポンス交換をプッシュすることを許可します。これは、ネットワーク使用量と潜在的なレイテンシ向上とのトレードオフです。PUSH_PROMISE、MAX_PUSH_ID、CANCEL_PUSHなど、複数のHTTP/3フレームがサーバープッシュの管理に使用されます。

HTTP/2と同様に、リクエストおよびレスポンスフィールド (Fields) は送信のために圧縮されます。HPACK ([HPACK]) は圧縮されたフィールドセクション (Field Sections) の順序付き送信に依存しているため（QUICが提供しない保証）、HTTP/3はHPACKをQPACK ([QPACK]) に置き換えます。QPACKは、個別の単方向ストリームを使用してフィールドテーブル状態 (Field Table State) を変更および追跡しますが、エンコードされたフィールドセクションはテーブルの状態を変更せずに参照します。

2.1. Document Organization (文書構成)​

以下のセクションでは、HTTP/3接続のライフサイクルの詳細な概要を提供します：

  • "Connection Setup and Management"（接続のセットアップと管理）（セクション3）は、HTTP/3エンドポイントがどのように発見され、HTTP/3接続がどのように確立されるかをカバーします。

  • "Expressing HTTP Semantics in HTTP/3"（HTTP/3でのHTTPセマンティクスの表現）（セクション4）は、フレームを使用してHTTPセマンティクスがどのように表現されるかを説明します。

  • "Connection Closure"（接続のクローズ）（セクション5）は、HTTP/3接続が正常にまたは突然終了する方法を説明します。

ワイヤプロトコル (Wire Protocol) とトランスポートとのインタラクションの詳細は、後続のセクションで説明されています：

  • "Stream Mapping and Usage"（ストリームマッピングと使用）（セクション6）は、QUICストリームの使用方法を説明します。

  • "HTTP Framing Layer"（HTTPフレーミングレイヤー）（セクション7）は、ほとんどのストリームで使用されるフレームを説明します。

  • "Error Handling"（エラー処理）（セクション8）は、特定のストリームまたは接続全体に対して、エラー条件がどのように処理および表現されるかを説明します。

最後のセクションでは追加のリソースが提供されます：

  • "Extensions to HTTP/3"（HTTP/3の拡張）（セクション9）は、将来の文書で新しい機能を追加する方法を説明します。

  • HTTP/2とHTTP/3のより詳細な比較は、付録Aにあります。

2.2. Conventions and Terminology (規約と用語)​

本文書のキーワード "MUST"（しなければならない）、"MUST NOT"（してはならない）、"REQUIRED"（必須である）、"SHALL"（しなければならない）、"SHALL NOT"（してはならない）、"SHOULD"（すべきである）、"SHOULD NOT"（すべきでない）、"RECOMMENDED"（推奨される）、"NOT RECOMMENDED"（推奨されない）、"MAY"（してもよい）、および "OPTIONAL"（任意である）は、BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] に記載されているように解釈されるものとし、ここに示すようにすべて大文字で表示される場合に限ります。

本文書は、[QUIC-TRANSPORT] の可変長整数エンコーディング (Variable-Length Integer Encoding) を使用します。

以下の用語が使用されます：

abort（中止）: 接続またはストリームの突然の終了。エラー条件が原因である可能性があります。

client（クライアント）: HTTP/3接続を開始するエンドポイント。クライアントはHTTPリクエストを送信し、HTTPレスポンスを受信します。

connection（接続）: QUICをトランスポートプロトコルとして使用する2つのエンドポイント間のトランスポート層接続。

connection error（接続エラー）: HTTP/3接続全体に影響を与えるエラー。

endpoint（エンドポイント）: 接続のクライアントまたはサーバー。

frame（フレーム）: HTTP/3のストリーム上の通信の最小単位。ヘッダーとフレームタイプに従って構造化された可変長バイトシーケンスで構成されます。

"フレーム"と呼ばれるプロトコル要素は、本文書と [QUIC-TRANSPORT] の両方に存在します。[QUIC-TRANSPORT] のフレームが参照される場合、フレーム名には"QUIC"というプレフィックスが付けられます。たとえば、"QUIC CONNECTION_CLOSE frames"。このプレフィックスのない参照は、セクション7.2で定義されたフレームを指します。

HTTP/3 connection（HTTP/3接続）: ネゴシエートされたアプリケーションプロトコルがHTTP/3であるQUIC接続。

peer（ピア）: エンドポイント。特定のエンドポイントについて議論する場合、"peer"は議論の主題からリモートのエンドポイントを指します。

receiver（受信者）: フレームを受信しているエンドポイント。

sender（送信者）: フレームを送信しているエンドポイント。

server（サーバー）: HTTP/3接続を受け入れるエンドポイント。サーバーはHTTPリクエストを受信し、HTTPレスポンスを送信します。

stream（ストリーム）: QUICトランスポートによって提供される双方向または単方向のバイトストリーム (Bytestream)。HTTP/3接続内のすべてのストリームは"HTTP/3ストリーム"と見なすことができますが、HTTP/3内では複数のストリームタイプが定義されています。

stream error（ストリームエラー）: 個々のストリームのアプリケーションレベルエラー。

"content"（コンテンツ）という用語は、[HTTP] のセクション6.4で定義されています。

最後に、"resource"（リソース）、"message"（メッセージ）、"user agent"（ユーザーエージェント）、"origin server"（オリジンサーバー）、"gateway"（ゲートウェイ）、"intermediary"（中継者）、"proxy"（プロキシ）、および "tunnel"（トンネル）という用語は、[HTTP] のセクション3で定義されています。

本文書のパケット図 (Packet Diagrams) は、フィールドの順序とサイズを示すために、[QUIC-TRANSPORT] のセクション1.3で定義された形式を使用します。

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