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网络延时对应用程序性能的影响

2019-12-30 16:44云杰小编阅读:264

网络延时对应用程序性能的影响

高延迟的明显影响是处理网络请求需要更长的时间。

从理论上讲,如果RTT为10毫秒,则从客户端系统流向服务器的请求将花费5毫秒,然后返回5毫秒才能返回所请求的数据。实际上,它要更长一些,因为大多数协议需要在数据开始流动之前来回发送多个数据包。

例如,TCP使用三向握手:客户端将第一个数据包发送到服务器。服务器发送回确认,然后从客户端到服务器的第三个数据包是第一个可以以(例如)HTTP请求的形式携带数据的数据包。然后,交换中的第四个数据包是第一个可以将请求的数据传递到客户端的数据包。如果RTT为10毫秒,则需要20毫秒,但如果RTT为100毫秒,则所有这些都将花费200毫秒。

另外,在打开TCP会话之前,应用程序几乎总是需要在域名系统(DNS)中查找目标服务器的IP地址。那至少是另一次往返(时间)。因此,重要的是要避免使用RTT高的DNS服务器。某些服务器软件在接受连接或处理请求之前,首先会对客户端的IP地址进行反向DNS查找。这可能会给用户(尤其是远方用户)带来严重的延迟,而来自以前看到的IP地址的测试人员不会看到这种延迟。如果需要进行日志记录,请确保此类反向查找异步发生,并且不会阻止处理连接和请求。

应用程序延迟的另一个来源是安全参数的协商。

设置TLS / SSL需要更多的往返时间,因为需要协商加密和哈希算法,服务器的身份由客户端验证并确定会话加密密钥。同样,由于开发人员和测试人员通常相对靠近系统,因此额外往返的影响通常对他们而言并不明显。但是远处的用户会看到明显的延迟,因为大约需要十几个数据包来回传输才能传输实际数据。

但是,一旦第一个数据包开始流动,延迟就不会结束。

通过网络进行通信的一种非常简单的方法是发送数据包,等待另一端确认已接收到该数据包,然后发送下一个数据包。这在短距离上效果很好,但是在长距离上很快变得不可行。假设RTT为50毫秒,因为发送方和接收方之间的距离约为5000公里(3000英里)。发送数据包后,发送方将等待100 ms,然后再接收确认并发送下一个数据包。因此,传输速率是每个RTT一个数据包。这样一来,整个大陆或大洋上每秒仅需要20个数据包,而标准1500字节以太网数据包则仅为30 KB /秒!

因此,TCP的方法是尝试找出要“传输”多少个数据包才能充分利用可用带宽。假设可用带宽为100 Mbps。大约每秒8300个1500字节数据包,或每50毫秒RTT 415个数据包。因此,TCP发送415数据包。然后,它等待第一个数据包得到确认以发送第416个数据包,依此类推,从而使415个数据包的窗口处于运行状态。实际上,TCP会不断地探查可用带宽,因此它将向网络中注入比可用带宽所能承受的更多的数据包。然后,在某个时间点,一个或多个数据包丢失,TCP减小了其窗口大小,从而减慢了其传输速率。

为了避免在会话开始时大量网络过载,TCP使用一种称为慢启动的算法。选择该算法的名称不是特别好,因为TCP将其窗口加倍,从而将其每次往返传输速率提高一倍。因此,它可以很快提高其传输速率。麻烦的是,它从只有几个数据包的窗口大小开始。因此,该窗口需要大约五次往返,才能到达以50 ms RTT填充100 Mbps连接所需的415个数据包。因此,在TCP达到全速之前需要250毫秒。随着RTT的增加,这种情况变得越来越快:RTT为100毫秒时,它现在需要进行六次往返,但是每次往返所花的时间是原来的两倍,因此,TCP全速运行之前需要600毫秒。

在处理任何类型的交互式网络应用程序时,将等待时间保持在尽可能低的水平总是有帮助的:这将使数据尽快开始流动,并使TCP更快地达到其全速。而且,高等待时间往往会使由数据包丢失引起的问题更加严重,反之亦然。

文章标题:《网络延时对应用程序性能的影响》

作  者:云杰小编。本文部分资料来源于网络,转载目的在于传递更多信息及学习参考:https://www.gdyunjie.cn/showinfo-114-1007-0.html

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