YARP项目中WebSocket协议自动升级至HTTP/2的行为分析与解决方案

在从.NET 6升级到.NET 8的过程中，开发人员发现YARP反向代理在处理WebSocket请求时出现了行为变化。本文将深入分析这一变化的技术背景、产生原因以及解决方案。

问题现象

当使用YARP作为网关服务器时，WebSocket请求会被自动从HTTP/1.1协议升级到HTTP/2协议。这一变化导致原始WebSocket请求的HTTP方法从"GET"变为"CONNECT"。由于后端服务器未注册CONNECT API，最终返回404错误。

技术背景

HTTP/2 WebSocket是.NET 7引入的新特性。YARP在检测到服务器支持HTTP/2 WebSocket时会自动使用这一特性，这是有意为之的设计决策。HTTP/2 WebSocket相比HTTP/1.1 WebSocket具有以下优势：

1. 多路复用能力：多个WebSocket请求可以共享同一个TCP连接
2. 资源利用率高：减少内存和套接字使用
3. 延迟降低：无需为每个WebSocket请求建立新的TCP连接

问题根源

YARP内部实现中，当检测到WebSocket请求时，会优先尝试使用HTTP/2 CONNECT方法建立连接。如果服务器不支持，则回退到HTTP/1.1。这一行为在.NET 7及以上版本中成为默认行为。

解决方案

方案一：后端服务器适配

最佳实践是让后端服务器支持HTTP/2 WebSocket。通常只需要简单修改路由约束，例如移除HttpGet约束即可。

方案二：强制使用HTTP/1.1

如果暂时无法修改后端服务器，可以通过以下方式强制YARP使用HTTP/1.1：

1. 直接转发模式下的版本控制

ForwarderRequestConfig options = requestOptions;

if (httpContext.WebSockets.IsWebSocketRequest)
{
    options = options with { 
        Version = HttpVersion.Version11, 
        VersionPolicy = HttpVersionPolicy.RequestVersionExact 
    };
}

await forwarder.SendAsync(httpContext, "https://backend", httpClient, options, transformer);

2. 自定义HttpClient工厂

builder.Services.AddSingleton<IForwarderHttpClientFactory, NoHttp2WebSocketsHttpClientFactory>();

sealed class NoHttp2WebSocketsHttpClientFactory : ForwarderHttpClientFactory
{
    protected override HttpMessageHandler WrapHandler(ForwarderHttpClientContext context, HttpMessageHandler handler)
    {
        return new NoHttp2WebSocketsHandler(base.WrapHandler(context, handler));
    }

    private sealed class NoHttp2WebSocketsHandler(HttpMessageHandler inner) : DelegatingHandler(inner)
    {
        protected override Task<HttpResponseMessage> SendAsync(HttpRequestMessage request, CancellationToken cancellationToken)
        {
            if (request.Method == HttpMethod.Connect && request.Version.Major == 2)
            {
                var ex = new HttpRequestException(HttpRequestError.ExtendedConnectNotSupported);
                ex.Data["SETTINGS_ENABLE_CONNECT_PROTOCOL"] = false;
                return Task.FromException<HttpResponseMessage>(ex);
            }

            return base.SendAsync(request, cancellationToken);
        }
    }
}

性能优化

值得注意的是，从YARP 1.1升级到2.1版本后，系统性能有显著提升，特别是在空闲状态下CPU使用率大幅降低。这表明YARP团队在资源管理和性能优化方面做出了显著改进。

总结

HTTP/2 WebSocket是现代Web应用的演进方向，能够提供更好的性能和资源利用率。开发团队应根据实际情况选择最适合的解决方案，无论是适配后端服务器还是暂时限制协议版本。随着技术栈的更新，及时了解这些行为变化对于系统稳定性至关重要。