笔触狂放9

这个屌丝很懒，什么也没留下！

热门标签

再谈过时且脆弱的TCP长肥管道三宗罪！_iperf cwnd

作者：笔触狂放9 | 2024-06-20 20:46:36

踩

iperf cwnd

上周的周中，为了回答一位网友的问题，又写了一篇文章(这已经是继TCP FINWAIT2的解释之后接力而写的第四篇了…)：
从TCP长肥管道的窗口打开慢的问题看TCP中继的意义：https://blog.csdn.net/dog250/article/details/81295639

其中主要提及了TCP长肥管道(长肥管道即一种BDP的特征)窗口打开慢问题以及一个优化方案。

该文在某日早上分享到了微信朋友圈，一位微信好友随即进行了回复并提出另外一个问题，我让这位朋友把问题详细描述一下然后我看看能不能帮忙分析一下，这位朋友当天晚上微信给我消息，描述了问题以及截图，无奈我看完《闪灵》后就忘记回复了，第二天到了公司做了几个实验，深入分析了一下这个问题，于是就必须将它记录下来了，成就本文。

先从问题开始吧。

经这位朋友同意，我贴出他的原帖：

我测试的时候没有中继，就两个点之间直接用iperf测试，时延500ms和时延100ms，性能差了5倍。
我的理解是tcp没有丢包就一定会跑满带宽。
但结果却不是这样。从tcptrace上看，到后面速度都很稳定

.

s=cwnd/rtt，按道理rtt虽然大，但是cwnd一直再增加，后面tcp的速度肯定会上来的，按照你今天文章讲的 T=log2（BDP）*t，即时BDP再大也不会一分钟都在tcp的慢启动中，为何RTT会影响最终的最大速度呢？一直没想明白。

以下是测试拓扑和环境：

我几乎按照最后一张图的样子搭建了环境进行了测试和分析，得出了相同的结论，这是为什么？
…
这加深了我对TCP的厌恶。我用UDP协议做了相同的测试，结论比较合理，即收包速率和RTT是无关的，带宽和RTT作为正交分量独立起作用，这种结论我当然不能指望iperf3的统计，我是通过sysstat看的。

在数据接收端执行下面的命令分别观察100ms和500ms时的统计数值：

[root@localhost ~]# sar -n DEV 11

其中的rxpck/s和rxkB/s，不管你将tc qdisc netem的delay配置成什么，均不会发生变化。这是显而易见的，但是为什么TCP就做不到呢？？

为了找出原因，我先将环境理一下，首先要说明的是，用tc qdisc的netem delay配置出来的RTT并不是真的传播时延，而是排队时延，tc是通过排队来模拟传播时延的，即用我所谓的第二类非时间延展的缓存模拟第一类时间延展的缓存。

为什么要说明这一点，因为这会影响到我们对pcap抓包数据的分析。

假设发送端出口网卡是enp0s18(我不明白为什么用这么一个奇怪的名字替换传统的eth0，eth1之类)，如果我们在该网卡上配置delay：

tc qdisc add dev enp0s18 root netem delay 100ms limit 1000001

在发送数据的时候，同时在该网卡上抓包：

tcpdump -i enp0s18 -s 100 -w 100.pcap1

这样是不妥的！为什么？因为这样你将无法看清发送端的细节，换句话说，由于qdisc作用在抓包之前，所以这样抓取的数据包是延时100ms之后的数据包。所以，为了看清楚延时之前的tcptrace细节，必须按照下面这么做：

brctl addbr br0
brctl addif br0 enp0s18
ifconfig br0 1.1.1.1/24  # 接管enp0s18本来的IP地址
ifconfig enp0s18 0.0.0.0
###
tc qdisc add dev enp0s18 root netem delay 100ms limit 100000
tcpdump -i br0 -s 100 -w 100-br.pcap        # 延时之前的细节
tcpdump -i enp0s18 -s 100 -w 100-eth.pcap   # 延时之后的细节1
2
3
4
5
6
7
8

由于host1和host2处于一个链路上，因此它们之间的传播时延可以忽略不计，因此在延时模拟之后的抓包，即enp0s18这个物理网卡上的抓包可以等效看作是在接收端的抓包。

除了抓包，为了找出速率上不去的原因，我们还需要实时观测TCP连接的拥塞窗口cwnd，而tcpdump所依托的packet socket是无法抓取这个变量的，所以只好用tcpprobe或者systemtap来在tcp_write_xmit之前打印cwnd以及inflight等变量。

我曾经写过一个插件，可以在tcpdump抓包后直接把cwnd这些信息保存下来：
通过tcpdump在抓包的同时获取协议栈信息快照：https://blog.csdn.net/dog250/article/details/53958701
可是用这个有点小题大做了，所以我还是选择使用tcpprobe这种。

万事俱备后，就开始了测试，首先我导出tcpprobe的结果，不管是100ms的延时还是500ms的延时，都有一个偶然的发现：

[80959.419039] ## inflight:959   cwnd:1021  wnd:43171840
[80959.419046] ## inflight:960   cwnd:1021  wnd:43171840
[80959.419052] ## inflight:961   cwnd:1021  wnd:43171840
[80959.419058] ## inflight:962   cwnd:1021  wnd:43171840
[80959.419064] ## inflight:963   cwnd:1021  wnd:43171840 # 止于963
# 上下两行的时间戳，有一个相对比较大的间隔
[80959.502050] ## inflight:633   cwnd:1021  wnd:43450368 # 重新开始
[80959.502087] ## inflight:634   cwnd:1021  wnd:43450368 
[80959.502096] ## inflight:635   cwnd:1021  wnd:43450368
...
[80959.504879] ## inflight:957   cwnd:1021  wnd:43450368
[80959.504886] ## inflight:958   cwnd:1021  wnd:43450368
[80959.504893] ## inflight:959   cwnd:1021  wnd:43450368
[80959.504900] ## inflight:960   cwnd:1021  wnd:43450368
[80959.504907] ## inflight:961   cwnd:1021  wnd:43450368
[80959.504914] ## inflight:962   cwnd:1021  wnd:43450368
[80959.504921] ## inflight:963   cwnd:1021  wnd:43450368 # 止于963
# 上下两行的时间戳，有一个相对比较大的间隔
[80959.527252] ## inflight:331   cwnd:1021  wnd:43171840 # 重新开始
[80959.527290] ## inflight:332   cwnd:1021  wnd:43171840
[80959.527299] ## inflight:333   cwnd:1021  wnd:43171840
...
[80961.387295] ## inflight:957   cwnd:1021  wnd:43696128
[80961.387299] ## inflight:958   cwnd:1021  wnd:43696128
[80961.387302] ## inflight:959   cwnd:1021  wnd:43696128
[80961.387305] ## inflight:960   cwnd:1021  wnd:43696128
[80961.387308] ## inflight:961   cwnd:1021  wnd:43696128
[80961.387311] ## inflight:962   cwnd:1021  wnd:43696128
[80961.387315] ## inflight:963   cwnd:1021  wnd:43696128 # 止于963
...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

这说明发送端只能保持963的inflight，此时无论是拥塞窗口cwnd还是对端通告窗口wnd，均不会构成限制因素，也就是说，拥有足够的发包空间，只是没有包可发了。

非常遗憾，无包可发的原因有很多种，要么是真的没数据了，要么是发送缓冲区空间不足，显然是后者。这里分析一下为什么发送缓冲区空间不足就会造成速率正比于RTT的差异。

还是看tcptrace图：
这里写图片描述

这很好理解，因为TCP数据包在未被确认之前，是不能删除的，它们在发送出去后将继续占用发送缓冲区，只有被确认后才会被清除，而被确认的时间则就是RTT，因此，RTT越小，一窗口数据就越快被清除，从而腾出发送缓冲区，继续发送下一批次的数据！

此乃长肥管道的第一宗罪，长肥管道更容易使发送缓冲区耗尽，且清空时间随着RTT的增加而增加，从而影响单流的传输速率。

好吧，我加大发送缓冲区，接下来请忽略发送缓冲区问题，我将它们扩大了两个数量级。

再来一轮测试，速率总是可以上去了吧，嗯，是的，然而很勉强！

在我的测试环境中，如果是100ms的delay RTT，那么iperf3的结论是：

[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       
[  4]   0.00-60.17  sec   703 MBytes  93.5 Mbits/sec   sender1
2

然而用500ms做测试后，并没有达到预期的接近93.5Mbits/sec的速率，而是：

root@debian:~# iperf3 -c 1.1.1.2 -t 60 -l 1048576 
Connecting to host 1.1.1.2, port 5201
[  4] local 1.1.1.1 port 48090 connected to 1.1.1.2 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
[  4]   0.00-1.00   sec   533 KBytes  4.36 Mbits/sec    0   14.1 KBytes       
[  4]   1.00-2.00   sec  42.4 KBytes   348 Kbits/sec    0   56.6 KBytes       
[  4]   2.00-3.00   sec   170 KBytes  1.39 Mbits/sec    0    226 KBytes       
[  4]   3.00-4.00   sec  1.91 MBytes  16.0 Mbits/sec    0    905 KBytes       
[  4]   4.00-5.00   sec  2.44 MBytes  20.5 Mbits/sec    0   1.13 MBytes       
[  4]   5.00-6.00   sec  2.54 MBytes  21.3 Mbits/sec    0   1.24 MBytes       
[  4]   6.00-7.00   sec  2.80 MBytes  23.5 Mbits/sec    0   1.37 MBytes       
[  4]   7.00-8.00   sec  3.08 MBytes  25.9 Mbits/sec    0   1.51 MBytes       
[  4]   8.00-9.00   sec  3.40 MBytes  28.5 Mbits/sec    0   1.66 MBytes       
[  4]   9.00-10.00  sec  3.75 MBytes  31.4 Mbits/sec    0   1.83 MBytes       
[  4]  10.00-11.00  sec  4.13 MBytes  34.7 Mbits/sec    0   2.02 MBytes       
[  4]  11.00-12.00  sec  4.56 MBytes  38.2 Mbits/sec    0   2.23 MBytes       
[  4]  12.00-13.00  sec  5.03 MBytes  42.2 Mbits/sec    0   2.46 MBytes       
[  4]  13.00-14.00  sec  5.54 MBytes  46.4 Mbits/sec    0   2.71 MBytes       
[  4]  14.00-15.00  sec  6.11 MBytes  51.2 Mbits/sec    0   2.99 MBytes       
[  4]  15.00-16.00  sec  6.73 MBytes  56.5 Mbits/sec    0   3.29 MBytes       
[  4]  16.00-17.00  sec  7.41 MBytes  62.2 Mbits/sec    0   3.63 MBytes       
[  4]  17.00-18.00  sec  7.44 MBytes  62.4 Mbits/sec    0   4.00 MBytes       
[  4]  18.00-19.00  sec  9.65 MBytes  81.0 Mbits/sec    0   4.41 MBytes       
[  4]  19.00-20.00  sec  10.0 MBytes  84.3 Mbits/sec    0   4.86 MBytes       
[  4]  20.00-21.00  sec  9.70 MBytes  81.4 Mbits/sec  114   4.99 MBytes       
[  4]  21.00-22.00  sec  7.07 MBytes  59.2 Mbits/sec    0   3.81 MBytes       
[  4]  22.00-23.00  sec  7.75 MBytes  65.0 Mbits/sec    0   4.10 MBytes       
[  4]  23.00-24.00  sec  8.32 MBytes  69.8 Mbits/sec    0   4.36 MBytes       
[  4]  24.00-25.00  sec  8.84 MBytes  74.2 Mbits/sec    0   4.59 MBytes       
[  4]  25.00-26.00  sec  9.27 MBytes  77.8 Mbits/sec    0   4.77 MBytes       
[  4]  26.00-27.00  sec  9.76 MBytes  81.9 Mbits/sec    0   4.93 MBytes       
[  4]  27.00-28.00  sec  9.58 MBytes  80.3 Mbits/sec   57   4.55 MBytes       
[  4]  28.00-29.00  sec  8.23 MBytes  69.0 Mbits/sec    0   3.62 MBytes       
[  4]  29.00-30.00  sec  7.32 MBytes  61.4 Mbits/sec    0   3.79 MBytes       
[  4]  30.00-31.00  sec  7.64 MBytes  64.1 Mbits/sec    0   3.92 MBytes       
[  4]  31.00-32.00  sec  7.91 MBytes  66.3 Mbits/sec    0   4.03 MBytes       
[  4]  32.00-33.02  sec  8.09 MBytes  66.4 Mbits/sec    0   4.12 MBytes       
[  4]  33.02-34.00  sec  8.26 MBytes  70.8 Mbits/sec    0   4.18 MBytes       
[  4]  34.00-35.00  sec  8.20 MBytes  68.8 Mbits/sec    0   4.22 MBytes       
[  4]  35.00-36.00  sec  8.46 MBytes  71.0 Mbits/sec    0   4.25 MBytes       
[  4]  36.00-37.00  sec  8.51 MBytes  71.3 Mbits/sec    0   4.27 MBytes       
[  4]  37.00-38.00  sec  8.54 MBytes  71.7 Mbits/sec    0   4.28 MBytes       
[  4]  38.00-39.00  sec  8.12 MBytes  68.2 Mbits/sec    0   4.28 MBytes       
[  4]  39.00-40.00  sec  8.55 MBytes  71.7 Mbits/sec    0   4.28 MBytes       
[  4]  40.00-41.00  sec  8.55 MBytes  71.8 Mbits/sec    0   4.28 MBytes       
[  4]  41.00-42.00  sec  8.56 MBytes  71.8 Mbits/sec    0   4.28 MBytes       
[  4]  42.00-43.00  sec  8.58 MBytes  71.9 Mbits/sec    0   4.30 MBytes       
[  4]  43.00-44.00  sec  8.61 MBytes  72.2 Mbits/sec    0   4.33 MBytes       
[  4]  44.00-45.00  sec  8.66 MBytes  72.6 Mbits/sec    0   4.37 MBytes       
[  4]  45.00-46.00  sec  8.76 MBytes  73.5 Mbits/sec    0   4.43 MBytes       
[  4]  46.00-47.00  sec  8.89 MBytes  74.6 Mbits/sec    0   4.51 MBytes       
[  4]  47.00-48.00  sec  8.20 MBytes  68.9 Mbits/sec    0   4.60 MBytes       
[  4]  48.00-49.00  sec  9.28 MBytes  77.6 Mbits/sec    0   4.74 MBytes       
[  4]  49.00-50.00  sec  9.53 MBytes  80.0 Mbits/sec    0   4.90 MBytes       
[  4]  50.00-51.00  sec  9.89 MBytes  82.9 Mbits/sec    0   5.10 MBytes       
[  4]  51.00-52.00  sec  10.3 MBytes  86.5 Mbits/sec    0   5.34 MBytes       
[  4]  52.00-53.00  sec  10.5 MBytes  88.2 Mbits/sec    0   5.61 MBytes       
[  4]  53.00-54.00  sec  11.4 MBytes  95.3 Mbits/sec    0   5.93 MBytes       
[  4]  54.00-55.01  sec  14.5 MBytes   121 Mbits/sec    0   6.30 MBytes       
[  4]  55.01-56.01  sec  12.6 MBytes   105 Mbits/sec    0   6.72 MBytes       
[  4]  56.01-57.00  sec  13.6 MBytes   115 Mbits/sec    0   7.20 MBytes       
[  4]  57.00-58.01  sec  17.6 MBytes   146 Mbits/sec    0   7.75 MBytes       
[  4]  58.01-59.01  sec  15.7 MBytes   133 Mbits/sec    0   8.34 MBytes       
[  4]  59.01-60.17  sec  10.0 MBytes  72.3 Mbits/sec  261    198 KBytes       
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  4]   0.00-60.17  sec   469 MBytes  65.4 Mbits/sec  432             sender
[  4]   0.00-60.17  sec   459 MBytes  64.0 Mbits/sec                  receiver
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68

是的，非常不稳定，上下抖动颠簸地厉害。速率非常勉强地达到了比较理想的点，但是只有偶尔几次而已，RTT大的时候，受丢包重传的影响特别大，可以从下面的命令观测到：

root@debian:~# watch -d -n 1 'netstat -st|grep retran'

Every 1.0s: netstat -st|grep retran                    debian: Fri Aug  3 05:04:26 2018

    839456 segments retransmitted  # 这个值发生变化时，速率就会陡降
    606569 fast retransmits
    181232 forward retransmits
    51227 retransmits in slow start1
2
3
4
5
6
7
8

感性地解释这个问题似乎并不难，以CUBIC为例，在度过慢启动的指数增窗后，后面线性增窗是一个缓慢的过程，即AI过程，然而一旦检测到丢包，将会执行MD，即陡降的过程，这是一个快速降窗的过程，而这么做的目的却无关与性能，而只是为了公平收敛！几十秒的努力，一秒不到就回到了解放前！

你要保证不能丢包，不能重传，更不能超时，一个都不许有…这是相当难的！假设网络链路是均匀同质的，很显然，链路越长，事故的概率就越大，这简直就是一个真理！这将爆发一个正反馈过程，我预期，如果RTT超过一个阈值，即链路长到一定的程度，现有的TCP将完全不可用！

这里再多说几句。

如果是超时重传，那么慢启动过程将会和RTT有非常直接的关系，RTT大的连接显然达到最大带宽的时间越久，总的平均速率也就越低，然而到达拥塞避免阶段后，人们似乎早就在RTT不公平问题上聚焦了很久。

我们知道，在Reno算法时代，拥塞避免的策略非常简单，即每来一个ACK，则增窗1/cwnd，这样每一个RTT就会增窗1，这样太慢了，且RTT不公平，RTT越小，ACK到来的越快，增窗就越快，于是就有了BIC算法，采用了一种二分法来快速探测，然而最后人们发现这同样是RTT不公平的，和Reno的一个问题一样。CUBIC算法解决了BIC的RTT不公平问题：
TCP拥塞控制算法-从BIC到CUBIC：https://blog.csdn.net/dog250/article/details/53013410
也就是说，在发展到CUBIC之后，RTT不公平性已经解决了，一切都是用绝对时间来衡量的，所以说，RTT大的连接和RTT小的连接在拥塞避免增窗这件事上表现是一致的。

然而，我们知道，TCP的拥塞窗口变化完全受到ACK的驱动，CUBIC理论上的公平性并非完美的，TCP拥塞状态机的窗口恢复阶段并非受CUBIC算法的控制(至少Linux内核是这么实现的，比如PRR…)，所有的拥塞控制算法都不是在一台数学机器上运行的，总体而言，在窗口恢复阶段，RTT不公平依然存在！

此乃长肥管道的第二宗罪，长肥管道更容易受到丢包以及重传的影响，且RTT越大影响越剧烈，连接性能越脆弱！这一切拜TCP对ACK时钟的依赖所赐，因为ACK时钟本来就是RTT不公平的！

好不容易啊！

我增加了发送缓存，然而还是不行。不过不管怎样，我已经小心翼翼地不让连接丢包了，我改了一些代码让其忽略丢包，即便不考虑代码，原生的CUBIC也能偶尔让带宽跑满，这足以让我忽略问题，相信带宽总是能跑满的，只要时间足够！

好，我假设带宽能跑满，但是还有另一个问题，即长肥管道的第三宗罪，长肥管道会吃掉一部分乃至很大一部分对端的通告窗口！

我早就说过，当发送端收到接收端发来的ACK中携带的通告窗口时，这只是半个RTT之前的接收窗口，并不是当前的！当前的接收窗口可能已经由于用户应用程序在这半个RTT时间中读取而被部分腾空，也就是说，当前的接收窗口要更大一些。

但是大多少呢？这确实取决于对端应用程序的读取速率，这又是一个未知的因素。所以在理论上，我先假设接收端应用程序消费数据的速率是一定的，并且这个速率等于带宽。在这个假设的基础上，我们来看看长肥管道是如何吃掉接收窗口的！

先看一个实验。

还是本文最开始的那个拓扑，为了模拟接收窗口成为限制因素，我关掉了窗口缩放：

net.ipv4.tcp_window_scaling = 01

这样一来，接收窗口rwnd将会成为恒定的65160字节(填满16bits)！

我在发送端的br0和enp0s18分别抓取100ms延时之前和之后的数据包，下面是一个tcptrace图的细节，先看延时之前的：

这里写图片描述
在看一下延时之后的，我们可以将其等效于接收端的tcptrace，毕竟两台直连的虚拟机之间传播时延对RTT的影响是可以忽略的：

也就是说，在对端通告的接收窗口成为限制条件的情况下，即rwnd

root@debian:/var/log# iperf3 -c 1.1.1.2 -t 10 -l 1048576 
Connecting to host 1.1.1.2, port 5201
[  4] local 1.1.1.1 port 48194 connected to 1.1.1.2 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
[  4]   0.00-1.00   sec  2.21 MBytes  18.6 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   1.00-2.00   sec  2.55 MBytes  21.4 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   2.00-3.00   sec  2.55 MBytes  21.4 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   3.00-4.00   sec  2.55 MBytes  21.4 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   4.00-5.00   sec  2.54 MBytes  21.3 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   5.00-6.00   sec  2.41 MBytes  20.2 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   6.00-7.00   sec  2.46 MBytes  20.7 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   7.00-8.00   sec  2.53 MBytes  21.2 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   8.00-9.00   sec  2.55 MBytes  21.4 Mbits/sec    0    523 KBytes       
[  4]   9.00-10.00  sec  2.55 MBytes  21.4 Mbits/sec    0    523 KBytes       
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  4]   0.00-10.00  sec  24.9 MBytes  20.9 Mbits/sec    0             sender
[  4]   0.00-10.00  sec  24.1 MBytes  20.2 Mbits/sec                  receiver
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

很不理想，是吗？如前所述，本来这个管道本身就是脆弱的，稍微的丢包都会带来抖动，这会加重接收窗口无法被充分利用的症状。

所以，当接收窗口成为限制因素时，接收窗口需要至少加上一个cwnd的大小(暂不考虑公平性)，才能保证管道的满载。在做了这个修改之后，同样的实验，tcptrace图示如下，先给出延时之前的：
这里写图片描述
看起来是违规了，但这正是规避了一个TCP缺陷。

由于TCP在设计之初还没有拥塞控制，基于端到端的假设，加之当时的网络环境，数据几乎是立即到达的，或者说当时并没有长肥管道，吃窗口问题并不明显，然而等到有了长肥管道，有了拥塞控制的时候，这么个策略就显得笨拙了。在我改了这个逻辑之后，下面是时延100ms之后的tcptrace局部：
这里写图片描述

嗯，很不错了。这时的测试数据也变得好看多了：

iperf Done.
root@debian:/var/log# iperf3 -c 1.1.1.2 -t 10 -l 1048576 
Connecting to host 1.1.1.2, port 5201
[  4] local 1.1.1.1 port 48206 connected to 1.1.1.2 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd
[  4]   0.00-1.00   sec  4.87 MBytes  40.8 Mbits/sec    0   1.13 MBytes       
[  4]   1.00-2.00   sec  15.2 MBytes   128 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   2.00-3.00   sec  15.9 MBytes   133 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   3.00-4.00   sec  15.3 MBytes   128 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   4.00-5.00   sec  15.4 MBytes   129 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   5.00-6.00   sec  15.4 MBytes   130 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   6.00-7.00   sec  15.9 MBytes   133 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   7.00-8.00   sec  15.9 MBytes   133 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   8.00-9.00   sec  14.9 MBytes   125 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
[  4]   9.00-10.00  sec  15.7 MBytes   132 Mbits/sec    0   1.67 MBytes       
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  4]   0.00-10.00  sec   145 MBytes   121 Mbits/sec    0             sender
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

然而，如此明显的优化，为什么30多年以来TCP始终视而不见呢？

请注意我的假设，即应用程序对数据的消费速率等于网络带宽，这是一个理想情况下的平滑管道，一直以来在现实中往往并不存在，应用程序消费数据的速率往往受到接收端主机多种因素的影响，比如内存，调度，进程IO等待等等，一旦假设条件不满足，比如数据消费的速率小于网络带宽，将会造成接收缓存数据堆积而丢包，这势必会造成发送端的重传，一切貌似又回到了原点！

因此，将接收缓存和BDP管道统一考虑的策略除了在实验环境下，并不是特别具有吸引力，不过你要记住的是，拥塞控制和流量控制确实是独立控制TCP流量发送的，二者确实是相互影响的，不把它们统一考虑，是有问题的，这是目前还没有比较好的方案去解决这个问题而已。

一个很直接的设想，那就是增加一个TCP option，ACK返回发送端时携带接收端当前应用消费数据的速率(依然是半个RTT以前的速率)….

长肥管道的三宗罪已经完全在案。不错的周六早晨！

最后临近尾声，我来说一下网络丢包如何影响滑动窗口向前滑动，进而如何造成发送端窗口损耗而影响速率。

在RACK以前，TCP的重传方案如下：

快速重传只将判定为LOST的数据包标记一次，因此只重传一次；
在丢包率高的情况下，始终不成功的完全重传终将造成RTO；
始终不成功的重传造成接收端数据空洞无法弥补，队头拥塞；
队头拥塞造成滑动窗口停滞无法前行；
RTO或者滑动窗口阻滞最终将连接拉回慢启动；
慢启动对速率的影响是巨大的且和RTT强相关！

一个悲哀的故事。

说了这么多，解决方案是什么？

还是如我上文中所说的，用TCP中继或者类似的CDN技术，尽可能让TCP端到端的距离缩短，减少RTT。不要使用长肥管道！！！

如果说TCP in TCP会造成崩溃正反馈的话，那么TCP back-to-back则会即时将网络快照负反馈给发送端即时调整，一纵一横的效果截然相反！

周六的早晨，写完这篇后，准备再睡一下…今天下午小小要去欧洲旅行了，一个我内心向往已久的伟大的地方，很是激动不已。

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/笔触狂放9/article/detail/740996