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TCP协议优化在互联网行业中的应用刘泓昊hritian@163.com目录•TCP协议优化的价值和意义•TCP协议优化的思路•TCP协议优化的实践TCP协议的适用范围•TCP协议承载了Internet上80%的流量•几乎所有基于浏览器和http的互联网应用都是由TCP协议承载的微博、SNS、门户、搜索电子商务游戏http视频点播•互联网的C-S（用户-服务器）模型决定了它们用且只能用TCP协议来承载，私有协议的方法行不通；TCP协议决定连接的发送速率•可靠传输机制TCP协议要在尽力而为（best-effort）的IP网络服务模型的基础上，实现可靠的数据传输；•拥塞控制TCP协议通过控制连接的拥塞窗口来避免网络拥塞；Rate=cwnd*mss/rtt•TCP协议决定了连接的发送速率；影响用户访问速度的因素网络质量TCP协议栈响应时间应用类型网络质量无法保证•网络质量很好的时候，用户的访问速度很快，网络服务质量很好；•但是，IP的尽力而为服务模型决定了，网络质量是无法保证的，尤其是：▫随着用户接入带宽的不断扩大，高峰期骨干网的拥堵会只越来越严重；▫随着无线接入的普及，无线网络随机丢包和时延抖动的特性，决定了网络质量更加无法保证；TCP协议优化的价值•TCP协议优化的价值体现在网络环境不好的时候•TCP协议优化解决的不是更快，而是不慢；•TCP协议优化解决的是用户网络访问失败的问题；TCP协议优化效果展示排除掉DNS时间，整个请求话费的时间对比是：0.31s:0.515s还需要强调的是，访问效果最差的5%的用户，内容下载时间的对比是：0.65s：2.45s效果分析•高峰期网络拥塞是无法避免的；•访问时间最长的10%的用户对平均访问时间的影响非常大；•TCP协议优化技术可以大大减缓网络高峰期，网络质量严重下降对用户访问的影响；•TCP协议优化对于减少“高点”特别有帮助；•TCP协议优化尤其对于减少“下载时间”特别有价值目录•TCP协议优化的价值和意义•TCP协议优化的思路•TCP协议优化的实践资源分配-效率•效率：充分利用网络（瓶颈链路）的（带宽）资源▫本世纪初提出在高速网络环境下网络资源不能被充分利用▫我们所熟知的BIC/CUBIC、HTCP、C-TCP、FAST都是在这个背景下提出的；▫而且，在中国、效率并不是问题；资源分配-合理•带宽的合理分配▫Max-Min公平原则：处于相同瓶颈链路的连接，分享的带宽相同；▫传统的max-min公平性导致了应用间的不公平▫最理想的分配是按需分配▫只有基于应用的QoS才能实现按需分配；TCP协议优化的本质•TCP协议优化的本质是端到端的QoS▫是在尽力而为的服务模型上实现关键应用的服务质量保证▫是让控制速率的tcp协议栈来保证应用的服务质量▫是站在带宽分配的角度，实现网络带宽资源的按需分配；TCP协议优化的方法-定制•通用的算法往往要考虑到各种可能的情况，从而导致其设计的时候偏保守；•通用的算法不可能实现按需分配；•定制的本质是根据已知的特定应用场景和网络环境，明确合理的目标，发展出适合的算法；TCP协议栈的定制•根据应用定制▫根据应用的QoS要求确立合理的目标；▫设计算法时要考虑应用的特性TCP协议栈的定制•根据网络环境定制▫明确的网络环境可以设置更优的参数连接超时时间最大重传超时时间初始拥塞窗口▫明确的网络环境有利用拥塞控制算法的设计目录•TCP协议优化的价值和意义•TCP协议优化的思路•TCP协议优化的实践网络环境•在中国，我们更多的面临的小时延网络（RTT100ms）；•广域网的时延抖动小；•终端用户的带宽有限；•终端用户网络拥塞时，时延抖动大；同运营商省际间的时延010203040506070电信0102030405060网通节点间的24小时时延变化趋势用户网络拥塞和不拥塞时延对比机房间的TCP协议优化通常情况下，我们认为机房带宽是足够用的•大文件传输▫以应用要求的最小速度为目标;▫非常激进的拥塞控制算法;▫增加读缓存和写缓存;•动态文件(网页)加速▫尽可能大的初始拥塞窗口;▫激进的超时重传;网页的TCP协议优化•网页应用的特征:▫平均文件请求大小在10KB左右;▫多连接并发;▫用户到服务器的时延小;•初始拥塞窗口的设置（没有那么重要）;•可靠传输机制的优化是关键；•连接合并技术；演示•现场演示录像说明：测试是在客户端，向同一台服务器的不同端口（不同的tcp协议算法）请求相同的网页；http流媒体的TCP协议优化•应用特征：▫单连接；▫对传输稳定性要求高，并不需要更快；▫主要需要解决的是小时延、大丢包的问题；•基于时延抖动的拥塞控制算法，是大势所趋；•保持传输过程的连续；演示•现场演示录像说明：测试是在客户端，向同一台服务器的不同端口（不同的tcp协议算法）请求码率为1Mbps的视频；网络游戏的TCP协议优化•游戏交互应用特征:▫实时性要求高;▫数据量小,不占带宽;▫双向传输,传输间隔大;•足够大的拥塞窗口•更合理的可靠传输机制•引诱客户端重传;总结没有最好、只有最合适Q&A