tcp 二次握手時延 記一次TCP效能問題

2021-10-14 14:12:29 字數 2235 閱讀 1261

為了簡化說明這個問題,我們可以將問題抽象如下:

1) 有乙個http伺服器,提供乙個處理post請求的handler,這個請求裡面,可以簡化認為什麼都不做,只是讀取客戶端的request body就直接返回了。

2) http客戶端傳送了乙個post請求, body大概是500kb左右。

3) 客戶端和伺服器處在兩個資料中心,它們之間的時延大概在20ms左右。

但問題是:明明在handler裡面除了列印一下body什麼也沒做,為什麼handler卻花了100ms左右。

那這100ms究竟花在了**呢?wireshark抓包看一下:

10.0.0.83 是客戶端ip,10.0.4.166是伺服器端ip。可以發現每隔一段時間(紅色部分),傳送端會出現一次0.02s左右的時延。一共出現了5次,因此有了100+ms的時延。

下圖是tcp seq num的增長曲線統計資訊:

從這張圖,看到tcp的seq num有明顯的stepping,每次stepping都等待了20ms左右,而這個時間正是乙個rtt的時間。

再看tcp window scaling:

從圖中的windows size的變化可以看出,在每次rtt之後window scaling就大概增長一倍,而這種增長,正是tcp慢啟動的過程(慢啟動過程中每次rtt會增加一倍的window size)。

快速複習一下tcp的慢啟動過程:

tcp在三次握手之後,便會傳送資料報,但是此時tcp並不清楚客戶端和伺服器端的時延/頻寬狀況,它應該傳送多少資料比較合理呢?tcp有個探測網路的過程,這個過程會採用慢啟動策略。根據這個策略,客戶端每次收到伺服器端的ack時,就將傳送視窗設定為上一次的兩倍。假設初始視窗大小為x,然後傳送端會傳送x個位元組,當傳送端收到服務端的ack時,傳送端就會把視窗大小設定為2倍,然後繼續傳送,下次再收到ack時,就將傳送視窗提高到4倍。保持這種指數增長直到達到ssthresh。tcp本身還有很多細節,本文暫且先放一放這裡的細節。

回過頭來看這個慢啟動問題,解決這個問題一般有兩種思路:

1) 短連線改為長連線。如果改為tcp連線,那不需要每次都建立連線,這樣自然就沒有慢啟動過程。

2)加速啟動過程。可以通過調整初始initcwnd/initrwnd(修改tcp的初始視窗大小),以及接收/傳送端的tcp send/receive buffer大小,從而提高跨資料中心/高延遲時在tcp慢啟動過程中傳輸效能。

第二種方式,具體引數可以根據實際情況調整。以下只是乙個修改示例:

增加初始初始window(預設為10倍的mss):

ip route change default via *** initcwnd 100 initrwnd 100
增大send/receive buffer:

net.core.wmem_max=12582912

net.core.wmem_default=12582912

net.core.rmem_max=12582912

net.core.rmem_default=12582912

net.ipv4.tcp_rmem= 102400 873800 12582912

net.ipv4.tcp_wmem= 102400 873800 12582912

總結:1)  wireshark分析tcp問題時,可以借助tcptrace檢視是否有stepping存在,如果存在stepping,一般都有tcp buffer問題/tcp視窗大小相關的問題。

2) tcp短連線存在慢啟動限制,如果傳輸body不大的情況下,沒太大感知,但是如果body又比較大,又是短連線,此時傳輸效率不高。linux 預設配置對於相同資料中心的tcp連線來說,如果不是傳輸特別大,一般沒有太大問題,因為dc內部的時延都非常小,通常在1ms以內。但對於時延較大時,預設引數需要調整,否則可能存在效能問題。

3)tcp有很多細節值得關注,特別是在有延遲/網路頻寬不穩定的情況下。

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