Optimera anslutningstiden (TCP + TLS) som en del av Time to First Byte

Optimera anslutningstiden (TCP + TLS) som en del av Time to First Byte

Time to First Byte (TTFB) kan delas upp i följande delar:

• Väntan + Omdirigering (eller väntetid)
  
• Worker + Cache (eller cachetid)
• DNS (eller DNS-tid)
• Anslutning (eller anslutningstid)
• Begäran (eller begäranstid)

Vill du optimera Time to First Byte? Den här artikeln ger en djupgående analys av DNS-tidsdelen av Time to First Byte. Om du vill förstå eller åtgärda time to first byte och inte vet vad väntetiden innebär, läs vad är time to first byte och hitta och åtgärda time to first byte-problem innan du börjar med den här artikeln

Anslutningstidsdelen av time to first byte består av en viss tid där webbläsaren ansluter till webbservern. Efter den anslutningen lägger webbläsaren och servern vanligtvis till ett krypteringslager (TLS). Processen att förhandla dessa 2 anslutningar tar lite tid och den tiden läggs till Time to First Byte.

Anslutningsprocessen i detalj

Transmission Control Protocol (TCP) ansvarar för att upprätta en pålitlig anslutning mellan klienten (webbläsaren) och servern. Denna process involverar en trevägshandskakning:

• SYN (Synchronize)-paket: Klienten skickar ett SYN-paket till servern för att initiera anslutningen och begära synkronisering.
• SYN-ACK (Synchronize-Acknowledge)-paket: Servern svarar med ett SYN-ACK-paket, bekräftar mottagandet av SYN-paketet och godkänner att upprätta en anslutning.
• ACK (Acknowledge)-paket: Klienten skickar ett ACK-paket tillbaka till servern och bekräftar mottagandet av SYN-ACK-paketet. Vid denna tidpunkt är en TCP-anslutning upprättad, vilket möjliggör pålitlig dataöverföring mellan klient och server.

TCP säkerställer att data skickas och tas emot i rätt ordning, skickar om förlorade paket och hanterar flödeskontroll för att matcha nätverkets kapacitet.

När TCP-anslutningen är upprättad används Transport Layer Security (TLS)-protokollet för att säkra anslutningen. TLS-handskakningen involverar flera steg för att autentisera servern och upprätta en säker kommunikationskanal:

• ClientHello: Klienten skickar ett "ClientHello"-meddelande till servern, som anger de TLS-versioner, krypteringssviter och ett slumpmässigt nummer (Client Random) som stöds.
• ServerHello: Servern svarar med ett "ServerHello"-meddelande, väljer TLS-version och krypteringssvit från klientens lista, och tillhandahåller sitt digitala certifikat och ett slumpmässigt nummer (Server Random).
• Certifikat- och nyckelutbyte: Servern skickar sitt digitala certifikat till klienten för autentisering. Klienten verifierar certifikatet mot betrodda certifikatutfärdare.
• Premaster Secret: Klienten genererar en premaster secret, krypterar den med serverns publika nyckel (från certifikatet) och skickar den till servern.
• Sessionsnyckelgenerering: Både klienten och servern använder premaster secret, tillsammans med Client Random och Server Random, för att generera en delad sessionsnyckel för symmetrisk kryptering.
• Avslutningsmeddelanden: Klienten och servern utbyter meddelanden krypterade med sessionsnyckeln för att bekräfta att handskakningen lyckades och att båda parter har rätt sessionsnyckel.

När TLS-handskakningen är klar har klienten och servern upprättat en säker, krypterad anslutning. Detta säkerställer att all data som utbyts skyddas mot avlyssning och manipulering av tredje part.

HTTP/3 snabbar upp TLS-anslutningar genom att integrera med QUIC-protokollet, vilket minskar antalet rundturer som behövs för att upprätta en säker anslutning genom att kombinera handskakningsprocesserna till en, och stöder 0-RTT-återupptagning för snabbare återanslutningar. Dessutom eliminerar QUIC:s användning av UDP head-of-line-blockering och förbättrar överbelastningskontroll, vilket leder till effektivare dataöverföring och snabbare sidladdningar.

• HTTP/3 - tillför QUIC-protokollet över UDP istället för TCP, vilket möjliggör snabbare och effektivare dataöverföring
  
• TLS 1.3 Lägger till mer säkerhet och minskar handskakningsrundturer och krävs för 0-RTT-anslutningsåterupptagning.
• 0-RTT-anslutningsåterupptagning - TLS 1.3-funktion som tillåter återkommande klienter att skicka krypterad data omedelbart vid återanslutning genom att återanvända tidigare utbytt information.
  
• TCP Fast Open. Möjliggör att data skickas i det initiala SYN-paketet, vilket minskar rundturstiden för TCP-handskakningen.
• TLS false start - Tillåter tidig sändning av data innan TLS-handskakningen är klar.
  
• OCSP Stapling - Snabbar upp certifikatvalidering genom att eliminera behovet för klienten att kontakta certifikatutfärdaren direkt

Time to Fist Byte-TIPS: ett CDN ger inte bara kortare rundturstider. Att använda ett CDN förbättrar ofta omedelbart TCP- och TLS-anslutningstider eftersom premiumleverantörer av CDN redan har konfigurerat dessa inställningar korrekt åt dig!

Hur man hittar TTFB-problem orsakade av långsam anslutningstid

För att hitta den påverkan som verkliga användare upplever orsakad av omdirigering behöver du använda ett RUM-verktyg som CoreDash. Real user monitoring låter dig spåra Core Web Vitals i större detalj och utan Googles 28-dagars fördröjning.

I CoreDash klicka helt enkelt på 'Time to Fist Byte breakdown' för att visualisera anslutningsdelen av Time to First Byte.