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2017-02-18 11:36:18

这个标题看起来可能有点笼统,请大家谅解:)先说说这个优化场景,和《TCP性能优化之避免慢启动》是一个场景。


问题的起因

在海量用户高并发访问的大型网站后台,有一些基本的系统维护需求。比如迁移海量小文件,就是从一些机器拷贝海量小碎文件到另一些机器,来完成一些系统维护的基本需求。
请不要小看这样的需求,这是服务器领域乃至云计算领域几个最复杂的问题之一,量变到质变,由量大引起的难题。今天在我这篇文章中,我只说这个如何避免大量握手来提升TCP层的传输加速问题。
言归正传,大量握手为什么会对拷贝海量小文件的需求造成重大性能损失?
举个简单的例子,我们对每个文件都采用独立的TCP连接来传输(循环使用scp拷贝就是这个例子的实际场景,很常见的用法)。那么工作过程应该是,每传输一个文件建立一个连接,三次握手连接,传输小文件(也许只是1至2个TCP包,我们在这先假定一个包就能传完这个小文件),四次握手断开。朋友们可以算一算,假设传输一个小文件只需要一个TCP数据包和一个ACK包,那么在这样的传输策略之下,为了传输这一个数据包,需要额外的七个包来为这2个包服务。性能消耗比是2:7(三次握手请求和四次握手断开)。。。

综上,依据我的另一篇博文《TCP性能优化之避免慢启动》,服务器性能损失的计算应该很简单了,拿这个策略来计算,性能损失7/(2+7)=7/9。


如何避免握手,进而优化TCP传输性能

很简单,尽量把大量小文件放在一个TCP连接中排队传输。一次性建立连接,逐步经过慢启动,后续的文件传输全部处于高速通道中传输,用这样的方式来彻底避免多次握手对性能的消耗,进而提升性能。
题外话,实际上这种传输策略带来的性能提升不仅仅归功于避免了多次握手,事实上也避免了大量的慢启动,这个对海量小文件传输的性能消耗也非常致命,但是这是另一个问题,本篇不多加介绍。详见TCP性能优化之避免慢启动
随着多核服务器的兴起,以及现代网卡的多通道技术的迅猛发展,现在我们解决这一问题的通常做法是绑定多CPU的多核到网卡的多个通道,然后由CPU的核来均分传输这些小文件,每个核用一个TCP连接来排队发送分到的小文件。

后续我会专门介绍利用网卡多通道提升服务器性能。
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