好记性不如铅笔头

编程

TCP之Nagle算法&&延迟ACK

参考链接
《 https://www.cnblogs.com/wanpengcoder/p/5366156.html
《 https://blog.csdn.net/wdscq1234/article/details/52432095

1. Nagle算法:

Nagle算法的基本定义是任意时刻,最多只能有一个未被确认的小段。 所谓“小段”,指的是小于MSS尺寸的数据块,所谓“未被确认”,是指一个数据块发送出去后,没有收到对方发送的ACK确认该数据已收到。
Nagle算法的规则(可参考tcp_output.c文件里tcp_nagle_check函数注释):
(1)如果包长度达到MSS,则允许发送;
(2)如果该包含有FIN,则允许发送;
(3)设置了TCP_NODELAY选项,则允许发送;
(4)未设置TCP_CORK选项时,若所有发出去的小数据包(包长度小于MSS)均被确认,则允许发送;
(5)上述条件都未满足,但发生了超时(一般为200ms),则立即发送。
Nagle算法只允许一个未被ACK的包存在于网络,它并不管包的大小,因此它事实上就是一个扩展的停-等协议,只不过它是基于包停-等的,而不是基于字节停-等的。
是为了减少广域网的小分组数目,从而减小网络拥塞的出现;
该算法要求一个tcp连接上最多只能有一个未被确认的未完成的小分组,在该分组ack到达之前不能发送其他的小分组,tcp需要收集这些少量的分组,并在ack到来时以一个分组的方式发送出去;其中小分组的定义是小于MSS的任何分组;
该算法的优越之处在于它是自适应的,确认到达的越快,数据也就发哦送的越快;而在希望减少微小分组数目的低速广域网上,则会发送更少的分组;

2. 延迟ACK:

如果tcp对每个数据包都发送一个ack确认,那么只是一个单独的数据包为了发送一个ack代价比较高,所以tcp会延迟一段时间,如果这段时间内有数据发送到对端,则捎带发送ack,如果在延迟ack定时器触发时候,发现ack尚未发送,则立即单独发送;
延迟ACK好处:
(1) 避免糊涂窗口综合症;
(2) 发送数据的时候将ack捎带发送,不必单独发送ack;
(3) 如果延迟时间内有多个数据段到达,那么允许协议栈发送一个ack确认多个报文段;

 3. 当Nagle遇上延迟ACK:

试想如下典型操作,写-写-读,即通过多个写小片数据向对端发送单个逻辑的操作,两次写数据长度小于MSS,当第一次写数据到达对端后,对端延迟ack,不发送ack,而本端因为要发送的数据长度小于MSS,所以nagle算法起作用,数据并不会立即发送,而是等待对端发送的第一次数据确认ack;这样的情况下,需要等待对端超时发送ack,然后本段才能发送第二次写的数据,从而造成延迟;

4. 关闭Nagle算法:

使用TCP套接字选项TCP_NODELAY可以关闭套接字选项;
如下场景考虑关闭Nagle算法:
(1) 对端不向本端发送数据,并且对延时比较敏感的操作;这种操作没法捎带ack;
(2) 如上写-写-读操作;对于此种情况,优先使用其他方式,而不是关闭Nagle算法:
使用writev,而不是两次调用write,单个writev调用会使tcp输出一次而不是两次,只产生一个tcp分节,这是首选方法;
–把两次写操作的数据复制到单个缓冲区,然后对缓冲区调用一次write;
–关闭Nagle算法,调用write两次;有损于网络,通常不考虑;

5. 禁止Nagle和开启Nagle算法发送数据与确认示意图:

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