nagle算法在網(wǎng)絡(luò)編程的作用

TCP/IP協(xié)議中，無(wú)論發(fā)送多少數(shù)據(jù)，總是要在數(shù)據(jù)前面加上協(xié)議頭，同時(shí)，對(duì)方接收到數(shù)據(jù)，也需要發(fā)送ACK表示確認(rèn)。為了盡可能的利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，TCP總是希望盡可能的發(fā)送足夠大的數(shù)據(jù)。（一個(gè)連接會(huì)設(shè)置MSS參數(shù)，因此，TCP/IP希望每次都能夠以MSS尺寸的數(shù)據(jù)塊來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)）。

Nagle算法就是為了盡可能發(fā)送大塊數(shù)據(jù)，避免網(wǎng)絡(luò)中充斥著許多小數(shù)據(jù)塊。

Nagle算法的基本定義是任意時(shí)刻，最多只能有一個(gè)未被確認(rèn)的小段。 所謂“小段”，指的是小于MSS尺寸的數(shù)據(jù)塊，所謂“未被確認(rèn)”，是指一個(gè)數(shù)據(jù)塊發(fā)送出去后，沒(méi)有收到對(duì)方發(fā)送的ACK確認(rèn)該數(shù)據(jù)已收到。

舉個(gè)例子，比如之前的blog中的實(shí)驗(yàn)，一開(kāi)始client端調(diào)用socket的write操作將一個(gè)int型數(shù)據(jù)(稱為A塊)寫(xiě)入到網(wǎng)絡(luò)中，由于此時(shí)連接是空閑的（也就是說(shuō)還沒(méi)有未被確認(rèn)的小段），因此這個(gè)int型數(shù)據(jù)會(huì)被馬上發(fā)送到server端，接著，client端又調(diào)用write操作寫(xiě)入‘\r\n’（簡(jiǎn)稱B塊），這個(gè)時(shí)候，A塊的ACK沒(méi)有返回，所以可以認(rèn)為已經(jīng)存在了一個(gè)未被確認(rèn)的小段，所以B塊沒(méi)有立即被發(fā)送，一直等待A塊的ACK收到（大概40ms之后），B塊才被發(fā)送。整個(gè)過(guò)程如圖所示：

這里還隱藏了一個(gè)問(wèn)題，就是A塊數(shù)據(jù)的ACK為什么40ms之后才收到？這是因?yàn)門CP/IP中不僅僅有nagle算法，還有一個(gè)ACK延遲機(jī)制 。當(dāng)Server端收到數(shù)據(jù)之后，它并不會(huì)馬上向client端發(fā)送ACK，而是會(huì)將ACK的發(fā)送延遲一段時(shí)間（假設(shè)為t），它希望在t時(shí)間內(nèi)server端會(huì)向client端發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)，這樣ACK就能夠和應(yīng)答數(shù)據(jù)一起發(fā)送，就像是應(yīng)答數(shù)據(jù)捎帶著ACK過(guò)去。在我之前的時(shí)間中，t大概就是40ms。這就解釋了為什么'\r\n'(B塊)總是在A塊之后40ms才發(fā)出。

如果你覺(jué)著nagle算法太搗亂了，那么可以通過(guò)設(shè)置TCP_NODELAY將其禁用 。當(dāng)然，更合理的方案還是應(yīng)該使用一次大數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作，而不是多次小數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作。