TCP 的性能取決于幾個(gè)方面的因素。兩個(gè)最重要的因素是鏈接帶寬（link bandwidth）（報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃俾剩┖?往返時(shí)間（round-trip time） 或 RTT（發(fā)送報(bào)文與接收到另一端的響應(yīng)之間的延時(shí)）。這兩個(gè)值確定了稱為 Bandwidth Delay Product（BDP）的內(nèi)容。

　　給定鏈接帶寬和 RTT 之后，您就可以計(jì)算出 BDP 的值了，不過(guò)這代表什么意義呢？BDP 給出了一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)計(jì)算理論上最優(yōu)的 TCP socket 緩沖區(qū)大小（其中保存了排隊(duì)等待傳輸和等待應(yīng)用程序接收的數(shù)據(jù)）。如果緩沖區(qū)太小，那么 TCP 窗口就不能完全打開(kāi)，這會(huì)對(duì)性能造成限制。如果緩沖區(qū)太大，那么寶貴的內(nèi)存資源就會(huì)造成浪費(fèi)。如果您設(shè)置的緩沖區(qū)大小正好合適，那么就可以完全利用可用的 帶寬。下面我們來(lái)看一個(gè)例子：BDP = link_bandwidth * RTT如果應(yīng)用程序是通過(guò)一個(gè) 100Mbps 的局域網(wǎng)進(jìn)行通信，其 RRT 為 50 ms，那么 BDP 就是：100MBps * 0.050 sec / 8 = 0.625MB = 625KB注意：此處除以 8 是將位轉(zhuǎn)換成通信使用的字節(jié)。

　　因此，我們可以將 TCP 窗口設(shè)置為 BDP 或 1.25MB。但是在 Linux 2.6 上默認(rèn)的 TCP 窗口大小是 110KB，這會(huì)將連接的帶寬限制為 2.2MBps，計(jì)算方法如下：

　　　　throughput = window_size / RTT

　　　　110KB / 0.050 = 2.2MBps

　　　　如果使用上面計(jì)算的窗口大小，我們得到的帶寬就是 12.5MBps，計(jì)算方法如下：

　　　　625KB / 0.050 = 12.5MBps

　　差別的確很大，并且可以為 socket 提供更大的吞吐量。因此現(xiàn)在您就知道如何為您的 socket 計(jì)算最優(yōu)的緩沖區(qū)大小了。但是又該如何來(lái)改變呢？

　　解決方案

　　Sockets API 提供了幾個(gè) socket 選項(xiàng)，其中兩個(gè)可以用于修改 socket 的發(fā)送和接收緩沖區(qū)的大小。清單 2 展示了如何使用 SO_SNDBUF 和 SO_RCVBUF 選項(xiàng)來(lái)調(diào)整發(fā)送和接收緩沖區(qū)的大小。

　　注意：盡管 socket 緩沖區(qū)的大小確定了通告 TCP 窗口的大小，但是 TCP 還在通告窗口內(nèi)維護(hù)了一個(gè)擁塞窗口。因此，由于這個(gè)擁塞窗口的存在，給定的 socket 可能永遠(yuǎn)都不會(huì)利用最大的通告窗口。

　　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) );

　　清單 2. 手動(dòng)設(shè)置發(fā)送和接收 socket 緩沖區(qū)大小

　　在 Linux 2.6 內(nèi)核中，發(fā)送緩沖區(qū)的大小是由調(diào)用用戶來(lái)定義的，但是接收緩沖區(qū)會(huì)自動(dòng)加倍。您可以進(jìn)行 getsockopt 調(diào)用來(lái)驗(yàn)證每個(gè)緩沖區(qū)的大小。

　　就 window scaling 來(lái)說(shuō)，TCP 最初可以支持最大為 64KB 的窗口（使用 16 位的值來(lái)定義窗口的大小）。采用 window scaling（RFC 1323）擴(kuò)展之后，您就可以使用 32 位的值來(lái)表示窗口的大小了。GNU/Linux 中提供的 TCP/IP 棧可以支持這個(gè)選項(xiàng)（以及其他一些選項(xiàng)）。

　　提示：Linux 內(nèi)核還包括了自動(dòng)對(duì)這些 socket 緩沖區(qū)進(jìn)行優(yōu)化的能力（請(qǐng)參閱下面 表 1 中的 tcp_rmem 和 tcp_wmem），不過(guò)這些選項(xiàng)會(huì)對(duì)整個(gè)棧造成影響。如果您只需要為一個(gè)連接或一類連接調(diào)節(jié)窗口的大小，那么這種機(jī)制也許不能滿足您的需要了。

　　技巧 4. 動(dòng)態(tài)優(yōu)化 GNU/Linux TCP/IP 棧

　　標(biāo)準(zhǔn)的 GNU/Linux 發(fā)行版試圖對(duì)各種部署情況都進(jìn)行優(yōu)化。這意味著標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)行版可能并沒(méi)有對(duì)您的環(huán)境進(jìn)行特殊的優(yōu)化。

　　解決方案

　　GNU/Linux 提供了很多可調(diào)節(jié)的內(nèi)核參數(shù)，您可以使用這些參數(shù)為您自己的用途對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。下面我們來(lái)了解一下影響 socket 性能的一些更重要的選項(xiàng)。

　　在 /proc 虛擬文件系統(tǒng)中存在一些可調(diào)節(jié)的內(nèi)核參數(shù)。這個(gè)文件系統(tǒng)中的每個(gè)文件都表示一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，它們可以通過(guò) cat 工具進(jìn)行讀取，或使用 echo 命令進(jìn)行修改。清單 3 展示了如何查詢或啟用一個(gè)可調(diào)節(jié)的參數(shù)（在這種情況中，可以在 TCP/IP 棧中啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)）。

　　[root@camus]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 0 [root@camus]# echo "1" > /poc/sys/net/ipv4/ip_forward [root@camus]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 1 [root@camus]#

　　清單 3. 調(diào)優(yōu)：在 TCP/IP 棧中啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)

　　與任何調(diào)優(yōu)努力一樣，最好的方法實(shí)際上就是不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。您的應(yīng)用程序的行為、處理器的速度以及可用內(nèi)存的多少都會(huì)影響到這些參數(shù)影響性能的方 式。在某些情況中，您認(rèn)為有益的操作可能恰恰是有害的（反之亦然）。因此，我們需要逐一試驗(yàn)各個(gè)選項(xiàng)，然后檢查每個(gè)選項(xiàng)的結(jié)果。換而言之，我們需要相信自 己的經(jīng)驗(yàn)，但是對(duì)每次修改都要進(jìn)行驗(yàn)證。

　　提示：下面介紹一個(gè)有關(guān)永久性配置的問(wèn)題。注意，如果您重新啟動(dòng)了 GNU/Linux 系統(tǒng)，那么您所需要的任何可調(diào)節(jié)的內(nèi)核參數(shù)都會(huì)恢復(fù)成默認(rèn)值。為了將您所設(shè)置的值作為這些參數(shù)的默認(rèn)值，可以使用 /etc/sysctl.conf 在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)將這些參數(shù)配置成您所設(shè)置的值。