提高Linux上socket性能

　　我们无法避免这些系统调用,因此惟一的选择是最小化使用这些调用的次数.幸运的是,我们可以对这个过程进行控制.

　　解决方案

　　在将数据写入一个 socket 时,尽量一次写入所有的数据,而不是执行多次写数据的操作.对于读操作来说,最好传入可以支持的最大缓冲区,如果没有足够多的数据,内核也会试图填充 整个缓冲区（另外还需要保持 TCP 的通告窗口为打开状态）.这样,您就可以最小化调用的次数,并可以实现更好的整体性能. 拥有帝国一切，皆有可能。欢迎访问phome.net

　　技巧 3. 为 Bandwidth Delay Product 调节 TCP 窗口

　　TCP 的性能取决于几个方面的因素.两个最重要的因素是链接带宽（link bandwidth）（报文在网络上传输的速率）和 往返时间（round-trip time） 或 RTT（发送报文与接收到另一端的响应之间的延时）.这两个值确定了称为 Bandwidth Delay Product（BDP）的内容.

　　给定链接带宽和 RTT 之后,您就可以计算出 BDP 的值了,不过这代表什么意义呢？BDP 给出了一种简单的方法来计算理论上最优的 TCP socket 缓冲区大小（其中保存了排队等待传输和等待应用程序接收的数据）.如果缓冲区太小,那么 TCP 窗口就不能完全打开,这会对性能造成限制.如果缓冲区太大,那么宝贵的内存资源就会造成浪费.如果您设置的缓冲区大小正好合适,那么就可以完全利用可用的 带宽.下面我们来看一个例子：

　　BDP = link_bandwidth * RTT

　　如果应用程序是通过一个 100Mbps 的局域网进行通信,其 RRT 为 50 ms,那么 BDP 就是：

　　100MBps * 0.050 sec / 8 = 0.625MB = 625KB

　　注意：此处除以 8 是将位转换成通信使用的字节.

　　因此,我们可以将 TCP 窗口设置为 BDP 或 1.25MB.但是在 Linux 2.6 上默认的 TCP 窗口大小是 110KB,这会将连接的带宽限制为 2.2MBps,计算方法如下：

　　throughput = window_size / RTT

　　110KB / 0.050 = 2.2MBps

　　如果使用上面计算的窗口大小,我们得到的带宽就是 12.5MBps,计算方法如下：

　　625KB / 0.050 = 12.5MBps

　　差别的确很大,并且可以为 socket 提供更大的吞吐量.因此现在您就知道如何为您的 socket 计算最优的缓冲区大小了.但是又该如何来改变呢？

　　解决方案

　　Sockets API 提供了几个 socket 选项,其中两个可以用于修改 socket 的发送和接收缓冲区的大小.清单 2 展示了如何使用 SO_SNDBUF 和 SO_RCVBUF 选项来调整发送和接收缓冲区的大小.

　　注意：尽管 socket 缓冲区的大小确定了通告 TCP 窗口的大小,但是 TCP 还在通告窗口内维护了一个拥塞窗口.因此,这个拥塞窗口的存在,给定的 socket 可能永远都不会利用最大的通告窗口.

　　清单 2. 手动设置发送和接收 socket 缓冲区大小 拥有帝国一切，皆有可能。欢迎访问phome.net

　　int ret, sock, sock_buf_size;

　　sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );

　　sock_buf_size = BDP;

　　ret = setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,

　　(char *)&sock_buf_size, sizeof(sock_buf_size) );

　　ret = setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,

　　(char *)&sock_buf_size, sizeof(sock_buf_size) );

　　在 Linux 2.6 内核中,发送缓冲区的大小是由调用用户来定义的,但是接收缓冲区会自动加倍.您可以进行 getsockopt 调用来验证每个缓冲区的大小.

　　巨帧（jumbo frame）

　　我们还可以考虑将包的大小从 1,500 字节修改为 9,000 字节（称为巨帧）.在本地网络中可以通过设置最大传输单元（Maximum Transmit Unit,MTU）来设置巨帧,这可以极大地提高性能.

　　就 window scaling 来说,TCP 最初可以支持最大为 64

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