提高Linux系統(tǒng)性能加速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序

　　為了能夠開發(fā)性能卓越的應(yīng)用程序，請遵循以下技巧：

　　最小化報(bào)文傳輸?shù)难訒r(shí)。

　　最小化系統(tǒng)調(diào)用的負(fù)載。

　　為 Bandwidth Delay Product 調(diào)節(jié) TCP 窗口。

　　動(dòng)態(tài)優(yōu)化 GNU/Linux TCP/IP 棧。

　　技巧 1. 最小化報(bào)文傳輸?shù)难訒r(shí)

　　在通過 TCP socket 進(jìn)行通信時(shí)，數(shù)據(jù)都拆分成了數(shù)據(jù)塊，這樣它們就可以封裝到給定連接的 TCP payload（指 TCP 數(shù)據(jù)包中的有效負(fù)荷）中了。TCP payload 的大小取決于幾個(gè)因素（例如最大報(bào)文長度和路徑），但是這些因素在連接發(fā)起時(shí)都是已知的。為了達(dá)到最好的性能，我們的目標(biāo)是使用盡可能多的可用數(shù)據(jù)來填充 每個(gè)報(bào)文。當(dāng)沒有足夠的數(shù)據(jù)來填充 payload 時(shí)（也稱為最大報(bào)文段長度（maximum segment size） 或 MSS），TCP 就會(huì)采用 Nagle 算法自動(dòng)將一些小的緩沖區(qū)連接到一個(gè)報(bào)文段中。這樣可以通過最小化所發(fā)送的報(bào)文的數(shù)量來提高應(yīng)用程序的效率，并減輕整體的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題。

　　盡管 John Nagle 的算法可以通過將這些數(shù)據(jù)連接成更大的報(bào)文來最小化所發(fā)送的報(bào)文的數(shù)量，但是有時(shí)您可能希望只發(fā)送一些較小的報(bào)文。一個(gè)簡單的例子是 telnet 程序，它讓用戶可以與遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行交互，這通常都是通過一個(gè) shell 來進(jìn)行的。如果用戶被要求用發(fā)送報(bào)文之前輸入的字符來填充某個(gè)報(bào)文段，那么這種方法就絕對不能滿足我們的需要。

　　另外一個(gè)例子是 HTTP 協(xié)議。通常，客戶機(jī)瀏覽器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小請求（一條 HTTP 請求消息），然后 Web 服務(wù)器就會(huì)返回一個(gè)更大的響應(yīng)（Web 頁面）。

　　解決方案

　　您應(yīng)該考慮的第一件事情是 Nagle 算法滿足一種需求。由于這種算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，試圖構(gòu)成一個(gè)完整的 TCP 報(bào)文段，因此它會(huì)引入一些延時(shí)。但是這種算法可以最小化在線路上發(fā)送的報(bào)文的數(shù)量，因此可以最小化網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題。

　　但是在需要最小化傳輸延時(shí)的情況中，Sockets API 可以提供一種解決方案。要禁用 Nagle 算法，您可以設(shè)置 TCP_NODELAY socket 選項(xiàng)，如清單 1 所示。

　　int sock, flag, ret; /* Create new stream socket */ sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); /* Disable the Nagle (TCP No Delay) algorithm */ flag = 1; ret = setsockopt( sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&flag, sizeof(flag) ); if (ret == -1) { printf("Couldn't setsockopt(TCP_NODELAY)\n"); exit(-1); }

　　清單 1. 為 TCP socket 禁用 Nagle 算法

　　提示：使用 Samba 的實(shí)驗(yàn)表明，在從 Microsoft® Windows® 服務(wù)器上的 Samba 驅(qū)動(dòng)器上讀取數(shù)據(jù)時(shí)，禁用 Nagle 算法幾乎可以加倍提高讀性能。

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