Networking 101

Primer on Latency and Bandwidth

Speed is a feature. 更快的页面响应速度能够提升

1. 用户活跃度
2. 用户留存
3. 转化率

衡量性能的两个指标：延迟和带宽（吞吐量）

通信延迟的几个组成部分：

1. 传播延迟（地理距离）
2. 传输延迟（介质的传输速率，数据包的大小）
3. 处理延迟（校验，编解码，处理）
4. 排队延迟（包排队等待）

Bufferbloat和CoDel算法

1. 很多tcp的拥塞控制算法依赖丢包率
2. Bufferbloat降低了丢包率，增加了延迟
3. CoDel算法可以对缓冲区包的延迟做限制

光纤中光的传播速度大概是真空中的70%。

按照光纤的传输速率，绕地球赤道一周需要200ms。

可察觉的延迟：100~200ms

CDN: 通过减少地理距离来降低延迟。

traceroute命令，原理，-q参数。

光纤的速度：400个不同波长，170Gbps，总的可以达到70Tbps，一般4条光纤组成一个cable，所以最高能达到280Tbps。

Akamai的报告: State of the Internet, average broadband speeds；2017 年数据：7.2Mbps, 44.6Mbps peek。

Building Blocks of TCP

1981年v4版本的TCP/IP发布。

TCP特性：可靠、准确，但不一定及时

1. 在不可靠的介质和协议上进行可靠传输
2. 丢包重传
3. 有序传输
4. 拥塞控制和避免
5. 数据完整性保证

应用层所采用的方案能够代表传输性能。

TCP/IP的版本号历史：为什么是v4和v6，v1/2/3/5哪去了？

TCP握手意味着多1个rtt的延迟。

TCP Fast Open (TFO):

• 客户端发送一个 Cookie Option
• 服务器返回Cookie值，客户端缓存
• 客户端使用Cookie发送数据时，服务端校验这个cookie是否有效，如果有效就绕过了三次握手，直接建立了连接

拥塞崩溃（congestion collapse）：当一个包失败时，会重发这个包，导致网络上包的数量增加，各个节点缓冲区慢，导致更多的包失败，进而导致网络完全拥堵。（John Nagle RFC 896）

拥塞控制和拥塞避免

1. 流控： rwnd, window scaling, 代表了接受方的处理速度和容量
2. 慢启动，拥塞避免，快速重传，快速恢复：cwnd，慢启动意味着新的连接没办法最大化利用可用带宽
3. slow start restart: keep alive的连接会被重置cwnd，同时也限制了发送带宽
4. 丢包反馈，丢包会极大影响吞吐量。快速恢复算法的改进（PRR）

BDP: 发送窗口多大才能达到理想吞吐？带宽*延迟