2024年3月11日发(作者：)

socket性能优化

M. Tim Jones (), 资深软件工程师,

Emulex

使用 Sockets API，我们可以开发客户机和服务器应用程序，它们可以在本地网络上

进行通信，也可以通过 Internet 在全球范围内进行通信。与其他 API 一样，您可以通过

一些方法使用 Sockets API，从而提高 Socket 的性能，或者限制 Socket 的性能。本文

探索了 4 种使用 Sockets API 来获取应用程序的最大性能并对 GNU/Linux® 环境进

行优化从而达到最好结果的方法。

在开发 socket 应用程序时，首要任务通常是确保可靠性并满足一些特定的需求。利

用本文中给出的 4 个提示，您就可以从头开始为实现最佳性能来设计并开发 socket 程序。

本文内容包括对于 Sockets API 的使用、两个可以提高性能的 socket 选项以及

GNU/Linux 优化。

为了能够开发性能卓越的应用程序，请遵循以下技巧：

•

最小化报文传输的延时。

•

最小化系统调用的负载。

•

为 Bandwidth Delay Product 调节 TCP 窗口。

•

动态优化 GNU/Linux TCP/IP 栈。

技巧 1. 最小化报文传输的延时

在通过 TCP socket 进行通信时，数据都拆分成了数据块，这样它们就可以封装到给

定连接的 TCP payload（指 TCP 数据包中的有效负荷）中了。TCP payload 的大小取决

于几个因素（例如最大报文长度和路径），但是这些因素在连接发起时都是已知的。为了达

到最好的性能，我们的目标是使用尽可能多的可用数据来填充每个报文。当没有足够的数

据来填充 payload 时（也称为

最大报文段长度（maximum segment size）

或 MSS），

TCP 就会采用 Nagle 算法自动将一些小的缓冲区连接到一个报文段中。这样可以通过最

小化所发送的报文的数量来提高应用程序的效率，并减轻整体的网络拥塞问题。

尽管 John Nagle 的算法可以通过将这些数据连接成更大的报文来最小化所发送的

报文的数量，但是有时您可能希望只发送一些较小的报文。一个简单的例子是 telnet 程

序，它让用户可以与远程系统进行交互，这通常都是通过一个 shell 来进行的。如果用户

被要求用发送报文之前输入的字符来填充某个报文段，那么这种方法就绝对不能满足我们

的需要。

另外一个例子是 HTTP 协议。通常，客户机浏览器会产生一个小请求（一条 HTTP 请

求消息），然后 Web 服务器就会返回一个更大的响应（Web 页面）。

解决方案

您应该考虑的第一件事情是 Nagle 算法满足一种需求。由于这种算法对数据进行合

并，试图构成一个完整的 TCP 报文段，因此它会引入一些延时。但是这种算法可以最小

化在线路上发送的报文的数量，因此可以最小化网络拥塞的问题。