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决定网络通信的两个方面：延迟与带宽。
目标： 低延迟，高带宽
延迟是消息或分组从起点到终点经历的时间。
影响延迟的因素：
以上延迟的时间总和，就是客户端到服务器的总延迟时间。
CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）主要就是把内容部署到全球各地，让用户从最近的服务器加载内容，大幅降低传播分组的时间。
traceroute测量延迟traceroute是一个简单的网络诊断工具，可以列出分组经过的路由节点，以及他在IP网络中的每一跳延迟。在windows系统中可以使用tracert来测试。
当ICMP协议被禁用的时候，可以采用 lft, paketto, hping, superping.d , NetPerf, IPerf
传输控制协议，即Transmission Control Protocol，缩写为TCP，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。TCP协议位于IP协议之上，应用层之下的传输层。
TCP连接包括了三种状态： 连接创建、数据传送和连接终止。操作系统将TCP连接抽象为套接字的编程接口给程序使用，并且要经历一系列的状态改变。
所有的TCP连接要通过三次握手，客户端与服务器在交换应用数据之前，必须就起始分组序列号，以及其他的一些连接相关的细节达成一致。序列号由两端随机生成。
三次握手完成后，客户端与服务器就可以通信了。客户端在发送ACK分组后就可以立即发送数据，服务器则必须等待接收到ACK分组后才能够发送数据。
三次握手带来的延迟使得每次创建一个新TCP连接都要付出巨大代价，所以这里是提升TCP应用性能的关键。
TCP Fast Open 是减少新建TCP连接带来性能损失的一种机制。通过握手开始时的 SYN 包中的 TFO cookie（一个 TCP 选用项）来验证一个之前连接过的客户端。如果验证成功，它可以在三次握手最终的 ACK 包收到之前就开始发送数据，这样便跳过了一个绕路的行为，更在传输开始时就降低了延迟。
流量控制
流量控制是一种预防发送端过多向接收端发送数据的机制。为了实现流量控制，TCP连接的每一方都要通告自己的接收窗口（rwnd），其中包含能够保存数据的缓冲区空间大小信息。
第一次建立连接时，发送端和接收端都会使用窗口默认设置来发送rwnd。在浏览器网页时，需要从服务器向浏览器下载数据，所以此时客户端的窗口成为瓶颈。而在上传图片等数据时，服务器的接收窗口成为了瓶颈。
在传输过程中，其中一端跟不上数据传输，此时它可以向发送端通告一个较小的窗口。假设窗口为0，则意味着必须有应用层先清空缓冲区，才能够接受剩余数据。
每个ACK分组都会携带相应的最新的rwnd值，以便于两端动态调整数据流速，使之适应发送端和接收端的容量和处理能力。
在Linux操作系统中，可以通过以下命令检查TCP窗口缩放机制。
拥塞控制
发送端、接收端在连接建立之初，无法预测双方的网络带宽，因此需要一个估算机制，然后还需要根据网络中不断变化的条件动态改变速度。
1988年，Van Jacobson和Michael J. Karels撰文描述了解决这种问题的方法：慢启动、拥塞预防、快速重发和快速恢复。
带宽延迟积
带宽延迟积（Bandwidth-delay product），数据链路的容量与其端到端延迟的乘积。这个结果就是任意时刻处于在途未确认状态的最大数据量。
发送端和接收端指甲的在途未确认的最大数据量，取决于拥塞窗口和接收窗口的最小值。接收窗口会随着每次的ACK一起发送，拥塞窗口则由发送端根据拥塞控制和预防算法动态调整。当接收或发送的数据超过了未确认的最大数据量，都必须停下来等待另一方的ACK来确认某些分组才能够继续。等待的时间取决于往返时间。
为了获得最大的吞吐量，应该让窗口足够大，以保证任何一段能在ACK返回前持续发送数据。只有传输不间断，才能够保证最大的吞吐量。
流量控制窗口和拥塞控制窗口多大才合适呢？假设cwnd和rwnd的最小值为16KB，往返时间为100ms：
不论接受或发送的实际带宽，TCP连接的数据传输率都不会超过1.31Mbit/s。
如果往返时间不变，发送端的带宽为10Mbit/s，接收端为100Mbit/s+，且两端之间没有网络拥塞。那么窗口应该是多大呢？
窗口至少要122.1KB才能够充分利用10Mbit/s带宽。但在RFC 1323中，TCP接受窗口最大只有64KB。所以，尽管窗口大小会自动调节，但也仍旧是TCP性能限制因素。
BDP是往返时间和目标传输速度的函数，因此往返时间不仅是高传输延迟中的瓶颈，也是LAN中的瓶颈。
队首阻塞
每个TCP分组都会带着唯一的序列号被发出，而所有分组必须按照传输顺序传送到接收端。如果中途有一个分组没能到到接收端，而后续分组必须保存在接收端的TCP缓冲区里，等待丢失的分组重发并到达接收端。这些情况都发生在TCP层，应用程序对TCP重发和缓冲区排队的分组一无所知，必须等待分组全部到达才能够访问。在此之前，应用程序只能通过套接字读数据时感觉延迟交付。这种效应成为TCP的队首阻塞。
队首阻塞造成的延迟可以让程序不必关心分组重排和重组的事情，从而使得我们的代码更加简洁。但是，分组到达时间存在无法预知的延迟变化。这个时间变化通常被称为抖动。对延迟或者抖动要求高或者无需按序交付数据、能够自行处理分组丢失的应用程序可以选用UDP。
丢包是TCP达到最佳性能的关键，被删除的包是一种反馈机制，能够让接收端和发送端各自调整速度，以免网络拥堵，同时保持延迟最短（缓冲区爆满问题）。
优化目标： 最大吞吐量 最小延迟
TCP是一个自适应、对所有网络节点一视同仁的、最大限制利用底层的网络协议。
优化TCP的最佳路径就是调整它感知当前网络状况的方式，根据它之上或之下的抽象层类型和需求来改变他的行为。
TCP的核心原理和影响是不变的：
现代高速网络中的TCP连接的数据传输速度受到接收端和发送端的往返时间的限制。此外，延迟依旧受限于光速，而且已经限定在其最大值的一个很小的常数因子之内。所以，大多数情况下，TCP的瓶颈都是延迟，而非带宽。
在Linux系统中，可以使用ss查看当前打开的套接字的各种统计信息。
ss --options --extended --memory --processes --info可以查看到当前的通信节点以及他们相应的连接设置。
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原文地址：http://blog.csdn.net/fred1653/article/details/51689617
