《linuxtcp優(yōu)化案例詳解課件》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《linuxtcp優(yōu)化案例詳解課件（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),,,?#?,,跨機(jī)房傳輸文件為什么這么慢？,短連接傳輸速率還能提高嗎？,我們后臺(tái)服務(wù)時(shí)間才幾十毫秒，為什么我們的用戶(hù)感知時(shí)間卻是秒級(jí)的？,TCP/IP - 窗口機(jī)制,TCP/IP,–,擁塞控制,TCP/IP –,擁塞算法,,,,,,Linux TCP/IP 優(yōu)化案例詳解,Linux TCP/IP 優(yōu)化案例詳解,1,,問(wèn)題,,北京－上海間傳輸速率太慢，單,socket,2MB/s,左右。,可選方法,1,）創(chuàng)建多個(gè),socket,連接,2),增大,TCP,緩沖,(,發(fā)送,/,接收）,傳輸速率,30MB/s,,思考,

2、,為什么增大緩沖，就能提高傳輸速率？,,為什么,BJ,機(jī)房?jī)?nèi)不增大緩沖，也能達(dá)到幾十兆的速率,?,,發(fā)送,/,接收緩沖中，只調(diào)整一個(gè)，行不行？,跨機(jī)房傳輸文件為什么這么慢,？,跨機(jī)房傳輸文件為什么這么慢？,2,,原理分析,,,,,,,,帶寬公式,,網(wǎng)絡(luò)帶寬,=(win*MSS)/rtt,win=min{,發(fā)送窗口，擁塞窗口,},BJ-BJ RTT < 1ms BJ-SH RTT 20-30ms,,,跨機(jī)房傳輸文件為什么這么慢,？,跨機(jī)房傳輸文件為什么這么慢？,3,,問(wèn)題,,短連接下，,BJ,和,SH,間發(fā)送,<1MB,的文件,,,傳輸速率太慢，只有,4MB/s,。,解決方法,,修改內(nèi)核，增

3、大,TCP,初始窗口（滑動(dòng)窗口、擁塞窗口）,傳輸速率提高到,12MB/s,,思考,,,12,MB/s,是否已經(jīng)是上限了，還有提高的余地嗎,?,,短鏈接傳輸速率還能提高嗎,？,短鏈接傳輸速率還能提高嗎？,4,,速度是否已經(jīng)達(dá)到上限,,TCP,傳輸一個(gè),1MB,的文件最少需要,2.5,個(gè),RTT,TCP,三次握手占用,1.5,個(gè),RTT,,,數(shù)據(jù)傳輸最少占,1,個(gè),RTT,，,,即,20ms,×,2.5=50ms,,,最大傳輸速率為,1MB/50ms=,20MB/s,。,,短鏈接傳輸速率還能提高嗎,？,短鏈接傳輸速率還能提高嗎？,5,,問(wèn)題,,,,,我們后臺(tái)的服務(wù)時(shí)間幾十毫秒，為什么我們的用戶(hù)感知

4、的時(shí)間卻是秒級(jí)？,瓶頸分析方向,,用戶(hù)感知服務(wù)時(shí)間,=,后臺(tái)服務(wù)時(shí)間,+,公網(wǎng)（接入網(wǎng)）數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間,+,瀏覽器展現(xiàn)時(shí)間,搜索結(jié)果命中,cache,的情況下，辦公區(qū)訪(fǎng)問(wèn),,更快,,思考,,與,,對(duì)比，差異應(yīng)該主要在公網(wǎng)傳輸時(shí)間上？,,傳輸時(shí)間如何測(cè)量？傳輸時(shí)間占多大比重,?,后臺(tái)服務(wù)時(shí)間能夠控制和優(yōu)化，傳輸時(shí)間是否也能優(yōu)化？,SOSO,用戶(hù)響應(yīng)時(shí)間瓶頸在哪？,SOSO用戶(hù)響應(yīng)時(shí)間瓶頸在哪？,6,,測(cè)試工具至關(guān)重要,,傳輸時(shí)間測(cè)量工具,TCPFLOW,傳輸時(shí)間測(cè)量工具TCPFLOW,7,,,,,,,,,,RTT = t2-t1后端服務(wù)時(shí)間 = t4-t3 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間 =,max(,t5 -

5、 t4 + RTT/2,, t6-t4 – RTT/2),服務(wù)響應(yīng)時(shí)間=,max(,t5 - t3 + RTT/2,, t6-t3 – RTT/2),,,,TCP協(xié)議傳輸時(shí)間測(cè)試方法,TCP協(xié)議傳輸時(shí)間測(cè)試方法,8,,平均后臺(tái)服務(wù)時(shí)間：接入網(wǎng)平均傳輸時(shí)間,,,= 1,：,10,瓶頸分析方向,,平均請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包的小,5 ~ 12,左右,,丟包情況 重復(fù)包率高,,思考,平均傳輸數(shù)據(jù)量小，均屬于短連接數(shù)據(jù)傳輸，短連接數(shù)據(jù)傳輸速率受那些因素影響？,,丟包后，平均傳輸時(shí)間均達(dá)到,1-4s,,很大比例超過(guò),3s,，是否和丟包的機(jī)制有關(guān)？,,瓶頸主要在傳輸時(shí)間,瓶頸主要在傳輸時(shí)間,9,,頻繁的慢啟動(dòng),,請(qǐng)

6、求的應(yīng)答數(shù)據(jù)少，頻繁的進(jìn)入慢啟動(dòng)過(guò)程,,慢啟動(dòng)初始窗口,2,，丟包后慢啟動(dòng)窗口為,1,delay Ack,機(jī)制 導(dǎo)致慢啟動(dòng)窗口增長(zhǎng)緩慢,超時(shí)重傳,RTO,與,RTT,采樣有關(guān)，初始,RTO,為,3s,,客戶(hù)端不支持,timestamp,選項(xiàng)，導(dǎo)致,RTT,采樣不太精確,delay Ack,最大延遲,200MS,,導(dǎo)致,RTT,采樣速度和頻率都受影響,,傳輸時(shí)間瓶頸分析,傳輸時(shí)間瓶頸分析,10,,慢啟動(dòng)優(yōu)化,,增加慢啟動(dòng)初始發(fā)送窗口（,2 - > 4~8,，,proc,參數(shù),),,增加丟包后發(fā)送窗口（,1-> 2~4, proc,參數(shù)）,,增加對(duì)窗口增加,/,減小速度進(jìn)行控制的相關(guān)參數(shù)（,pro

7、c),(,對(duì)比分析了,baidu,google,的相關(guān)參數(shù)，同時(shí)參考了,HSTCP,和,google,論文中的解決方案）,超時(shí)重傳優(yōu)化,,建立連接的過(guò)程中采樣,RTT,,用于計(jì)算初始,RTO (3s -> max(200, 2RTT),RTO,計(jì)算,max(200,3RTT) -> (100, 2RTT),,部分快速重傳取代超時(shí)重傳，快速重傳條件,3 -> 2,副作用,,重復(fù)包率上升,,內(nèi)核協(xié)議棧優(yōu)化技術(shù)點(diǎn),內(nèi)核協(xié)議棧優(yōu)化技術(shù)點(diǎn),11,,優(yōu)化傳輸時(shí)間效果,,北京聯(lián)通,369ms,優(yōu)化后,181ms,下降,188ms 50.8%,,深圳電信,490ms 203ms 2

8、87ms 58.5%,上海電信,449ms 217ms 232ms 51.7%,西安電信,417ms 205ms 212ms 50.6%,西安教育網(wǎng),834ms 399ms 435ms 52.2%,優(yōu)化后與百度對(duì)比,,北京辦公區(qū)在結(jié)果檢索結(jié)果均命中,cache,的情況下，明顯快于百度。,,SOSO,優(yōu)化效果,SOSO優(yōu)化效果,12,,窗口機(jī)制,,,滑動(dòng)窗口與控制窗口,,擁塞控制,,控制控制過(guò)程,,擁塞控制窗口變化,擁塞算法,,,各種算法簡(jiǎn)介,,TCP/IP,TCP/IP,13,,問(wèn)題,,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中有兩臺(tái)主機(jī),

9、A,和,B,，主機(jī),A,向,B,發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)包，為了避免數(shù)據(jù)包丟失，需要考慮哪些因素,滑動(dòng)窗口,,主機(jī),B,接收緩沖區(qū)（,rmem,）的大小,A,向,B,發(fā)送數(shù)據(jù)包的速度比,B,應(yīng)用程序處理的快,,－,> rmem,溢出，數(shù)據(jù)包丟失,,－,>,引入了滑動(dòng)窗口協(xié)議,控制窗口,鏈路上節(jié)點(diǎn)負(fù)荷過(guò)大，導(dǎo)致緩沖隊(duì)列溢出，數(shù)據(jù)包丟失－擁塞,,－,>,引入了擁塞控制窗口協(xié)議,MIN(,滑動(dòng)窗口，擁塞窗口,),決定,TCP,傳輸速率,,TCP/IP -,窗口機(jī)制,TCP/IP - 窗口機(jī)制,14,,慢啟動(dòng),,擁塞窗口snd_cwnd初始化為2，然后在每個(gè)RTT內(nèi)增大，即每收到一個(gè)ACK包，snd_cwnd+=

10、1。當(dāng)snd_cwnd超過(guò)閾值snd_ssthresh時(shí)，進(jìn)入擁塞避免階段。tcp_slow_start,,delay ack機(jī)制導(dǎo)致snd_cwnd增長(zhǎng)更慢,,擁塞避免,,,snd_cwnd已經(jīng)超過(guò)閾值snd_ssthresh，為了避免擁塞，snd_cwnd緩慢增大。每收到一個(gè)ACK增大1/snd_cwnd。tcpbic_cong_avoid, delay ack機(jī)制導(dǎo)致snd_cwnd增長(zhǎng)更慢,,丟包,,,當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)包丟失時(shí)，TCP認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中存在擁塞，將減小擁塞窗口的大小，降低發(fā)送速率。timeout loss: snd_ssthresh= snd_cwnd/2，snd_cwnd = 1；

11、dup-ack loss : tcp_fastretransmit_alert, tcp_cwnd_down,TCP/IP,擁塞控制過(guò)程,TCP/IP 擁塞控制過(guò)程,15,,窗口變化,,,,,,,影響擁塞窗口,,,tcp_cwnd_restart（rto時(shí)間未傳數(shù)據(jù)），tcp_process_frto，tcp_enter_frto_loss，tcp_complete_cwr，tcp_undo_cwr，tcp_enter_cwr，tcp_cwnd_down，tcp_moderate_cwnd，tcp_cwnd_application_limited，tcp_create_openreq_chil

12、d,,TCP/IP,擁塞控制過(guò)程,TCP/IP擁塞控制過(guò)程,16,,Reno - TCP/IP默認(rèn)擁塞算法,超時(shí)：,ssthresh = cwnd/2，cwnd=1；快速重傳：ssthresh = cwnd/2，cwnd= ssthresh+3（,/pros/sys/net/ipv4/tcp_reordering）；快速重傳－(Reno)從丟失的數(shù)據(jù)包算起，全部重傳。,,SACK - 選擇重傳,用TCP擴(kuò)展頭部，接收端告訴發(fā)送端哪些數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到；發(fā)送端標(biāo)志sk_buf，說(shuō)明該數(shù)據(jù)包已經(jīng)正確傳輸；重傳丟失的數(shù)據(jù)包。,,FACK,由sack確認(rèn)的包之間的數(shù)據(jù)包，丟失 還是 其它?,Sack之間的

13、所有數(shù)據(jù)包，認(rèn)為已丟失。,,D-SACK,接收端收到了相同seq的數(shù)據(jù)包，怎么辦?,收到兩個(gè)相同seq的數(shù)據(jù)包，說(shuō)明 沒(méi)必要的重傳；接收端在ACK TCP頭部擴(kuò)展域中加入 重復(fù)數(shù)據(jù)包的seq。－>發(fā)送端收到D-Sack，cwnd恢復(fù)重傳前的設(shè)置。,,TCP/IP,擁塞算法簡(jiǎn)介,TCP/IP擁塞算法簡(jiǎn)介,17,,BIC,適合高時(shí)延、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)，如BJ-SH,LINUX默認(rèn)選項(xiàng);,擁塞避免： cwnd＝cwnd+inc；inc = 1/ca->cnt,丟包： ssthreshold＝ssthreshold×（1－β）。,,VEGAS,適合rtt波動(dòng)大的網(wǎng)絡(luò), 即丟包率高的網(wǎng)絡(luò)，,事前預(yù)測(cè)擁塞：在丟包之前，通過(guò)rtt的變化提前預(yù)測(cè)擁塞。,,WESTWOOD,適合高帶寬網(wǎng)絡(luò)，其scalability比BIC差。,丟包：ssthresh= max(2, bw_est*rtt_min/mss)，bw_est為估計(jì)發(fā)送速率，rtt_min為最小rtt。,,TCP/IP,擁塞算法簡(jiǎn)介,TCP/IP擁塞算法簡(jiǎn)介,18,,,,,Thanks,linuxtcp優(yōu)化案例詳解課件,19,