TCP全称为Transmission Control Protocol，每一个IT人士对TCP都有一定了解。TCP协议属于底层协议，对于大部分研发人员来说，这是透明的，无需关心TCP的实现与细节。不过如果想做深入的性能优化，TCP是绕不过去的一环。
2.proc参数BDP（Bandwidth-delay product，带宽延迟积）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。发送端或接收端无论谁被迫频繁地停止等待之前分组的ACK，都会造成数据缺口，从而必然限制连接的最大吞吐量。无论实际或通告的带宽是多大，窗口过小都会限制连接的吞吐量。
所有的TCP/IP调优参数都位于/proc/sys/net/目录：
| 目录 | 默认值 | 含义 |
|---|---|---|
| /proc/sys/net/core/rmem_default | “110592” | 定义默认的接收窗口大小；对于更大的 BDP 来说，这个大小也应该更大。 |
| /proc/sys/net/core/rmem_max | “110592” | 定义接收窗口的最大大小；对于更大的 BDP 来说，这个大小也应该更大。 |
| /proc/sys/net/core/wmem_default | “110592” | 定义默认的发送窗口大小；对于更大的 BDP 来说，这个大小也应该更大。 |
| /proc/sys/net/core/wmem_max | “110592” | 定义发送窗口的最大大小；对于更大的 BDP 来说，这个大小也应该更大。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling | “1” | 启用 RFC 1323 定义的 window scaling；要支持超过 64KB 的窗口，必须启用该值。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_sack | “1” | 启用有选择的应答（Selective Acknowledgment），这可以通过有选择地应答乱序接收到的报文来提高性能（这样可以让发送者只发送丢失的报文段）；（对于广域网通信来说）这个选项应该启用，但是这会增加对 CPU 的占用。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_fack | “1” | 启用转发应答（Forward Acknowledgment），这可以进行有选择应答（SACK）从而减少拥塞情况的发生；这个选项也应该启用。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps | “1” | 以一种比重发超时更精确的方法（请参阅 RFC 1323）来启用对 RTT 的计算；为了实现更好的性能应该启用这个选项。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_mem | “24576 32768 49152” | 确定 TCP 栈应该如何反映内存使用；每个值的单位都是内存页（通常是 4KB）。第一个值是内存使用的下限。第二个值是内存压力模式开始对缓冲区使用应用压力的上限。第三个值是内存上限。在这个层次上可以将报文丢弃，从而减少对内存的使用。对于较大的 BDP 可以增大这些值（但是要记住，其单位是内存页，而不是字节）。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem | “4096 16384 131072” | 为自动调优定义每个 socket 使用的内存。第一个值是为 socket 的发送缓冲区分配的最少字节数。第二个值是默认值（该值会被 wmem_default 覆盖），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值。第三个值是发送缓冲区空间的最大字节数（该值会被 wmem_max 覆盖）。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem | “4096 87380 174760” | 与 tcp_wmem 类似，不过它表示的是为自动调优所使用的接收缓冲区的值。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_low_latency | “0” | 允许 TCP/IP 栈适应在高吞吐量情况下低延时的情况；这个选项应该禁用。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_westwood | “0” | 启用发送者端的拥塞控制算法，它可以维护对吞吐量的评估，并试图对带宽的整体利用情况进行优化；对于 WAN 通信来说应该启用这个选项。 |
| /proc/sys/net/ipv4/tcp_bic | “1” | 为快速长距离网络启用 Binary Increase Congestion；这样可以更好地利用以 GB 速度进行操作的链接；对于 WAN 通信应该启用这个选项。 |
| /proc/sys/net/core/netdev_max_backlog | 1000 | 接收队列 |
如果TCP连接的两端的网卡和网络接口层都支持大的 MTU，那么我们就可以配置网络，使用更大的mtu大小，也不会导致被 切割重新组装发送。
#配置命令： ifconfig eth0 mtu 9000
其实 除了 MTU ，还有一个 MSS(max segement size). MTU是网络接口层的限制，而MSS是传输层的概念。其实这就是 TCP分段 和 IP分片 。MSS值是TCP协议实现的时候根据MTU换算而得(减掉Header)。当一个连接建立时， 连接的双方都要通告各自的MSS值。
TCP分段发生在传输层，分段的依据是MSS, TCP分段是在传输层完成，并在传输层进行重组IP分片发生在网络层，分片的依据是MTU, IP分片由网络层完成，也在网络层进行重组。其实还有一个 window size, 但是它是完全不同的东西：
winsize is used for flow control. Each time the source can send out a number of segments without ACKs. You should check “sliding- window” to understand this. The value of win is dynamic since it’s related to the remaining buffer size.
(参见：http://www.newsmth.net/nForum/#!article/CompNetResearch/4555)
接收窗口对性能很重要，但拥塞窗口比接收窗口更重要。客户端与服务器之间最大可以传输（未经ACK确认的）数据量取rwnd和cwnd变量中的最小值，而一开始的cwnd很小，通过慢启动算法不断增大。
慢启动和拥塞避免的算法有很多，这里使用Tahoe版本的TCP版本进行展示，这个也是带有拥塞控制功能的第一个TCP版本，使用的拥塞避免算法为AIMD（Multiplicative Decrease and Additive Increase，倍减加增）。
为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞，所以需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量（我也不知道这个到底是什么，就认为他是一个拥塞控制的标识）,它的用法：
1. 当cwnd < ssthresh,使用慢启动算法，
2. 当cwnd > ssthresh,使用拥塞控制算法，停用慢启动算法。
3. 当cwnd = ssthresh，这两个算法都可以。
1. echo 4096 87380 16777216 >/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem
2. echo 4096 87380 16777216 >/proc/sys/net/ipv4/tcp_mem
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_mem
//3.增大MTU值至理论上限，大包传输，效率极大提高，需双边网卡都支持
sudo ifconfig enp45s0f0 9000
//4.窗口扩大因子(TCP Window Scaling)使能
echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling
//5.开启内核转发功能
echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
//增大接收队列
6. echo 3000 >/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog
7. echo 16777216 >/proc/sys/net/core/wmem_max
echo 16777216 >/proc/sys/net/core/rmem_max
8. echo 16777216 >/proc/sys/net/core/wmem_default
//9.SYN队列长度
echo 8192 >/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog
//10.禁止nagle算法，有需要发送的就立即发送
setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&no_delay, len);
//11.最少次调用send,write函数
//12.取消延迟确认
setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_QUICKACK, (int[]){1}, sizeof(int));
13.最大网络吞吐(TCP窗口大小)=网络带宽 x RTT延迟,TCP每秒吞吐量(bits)=TCP窗口大小(bits)／延迟(秒)【RTT】
windows系统一般的窗口大小为64K，网络延迟为150ms。则每秒吞吐量=(1024*64)/0.15/1024/1024=0.41MB/s
iperf:
linux
sudo ./iperf3 -s -p 5202
window
>iperf3.exe -c 192.168.4.56 -p 5202 -P 4 -w 256KB
6.加入讨论
7.参考
- https://www.cnblogs.com/digdeep/p/4869010.html
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/170582219?utm_oi=1271842848443461632
- https://blog.csdn.net/dog250/article/details/51439747
- https://blog.csdn.net/weixin_39712016/article/details/111108566
