TCP协议:延时ACK与Nagle算法
延时ACK
延时ACK是一种优化TCP性能的机制。它的核心思想是:接收方不立即发送对每个数据包的确认(ACK),而是等待一小段时间,如果在这段时间内有数据需要发送给对方,就把ACK和数据捎带一起发送。
linux实现中,每连续收到两个完整的报文段,或者等待40毫秒(延时ACK计时器超时时间)未收到新的报文段时,就会发送ACK。
Nagle算法
Nagle算法是一种通过减少小的数据包数量来改善网络传输效率的算法。它的核心思想是:
- 当一个TCP连接中有在传输数据(已经发送,但是还未经确认的数据)时,小的报文段(长度小于MSS)不会被立即发送,而是会被缓存在发送缓冲区中,直到所有未确认的数据都被确认(收到ACK),或者有足够的数据积累到可以发送一个满MSS大小的报文段时,才会将这些小数据包一起发送出去。
Nagle算法的目的是减少网络中小包的数量,因为每个TCP报文段都有固定的头部开销(20字节),发送大量小包会浪费大量带宽。
延时ACK和Nagle算法的结合
当延时ACK和Nagle算法在TCP连接的两端同时启用时,它们可能会陷入一个短暂的死锁(延时ACK计时器超时时间)状态,导致延迟显著增加。
举例:
- 客户端发送一个数据包。
- 服务器收到数据包,根据延时ACK规则,服务器不会立即发送ACK,而是启动一个40ms计时器,等待捎带数据。
- 服务器处理这个数据后,需要发送一个响应数据包。根据Nagle算法规则,服务器在发送响应数据前,会检查是否收到了上一个数据包的ACK。
- 但此时,延时ACK的计时器还没到期,服务器还没有发送ACK。
- 因此,Nagle算法会阻止服务器发送响应数据,并将响应数据缓存起来。
解决方案通常是关闭Nagle算法。(而不是关闭延时ACK)