高效能Linux：TCP/IP核心引數調優之TCP視窗擴大因子(TCP Window Scaling)選項(理論篇)

TCP報文視窗欄位介紹

在TCP報文頭部，有一個16位元的視窗欄位，用來表示接受方的緩衝區大小，傳送方可以根據這個值的大小來調節傳送的資料量，從而起到流控的目的。

TCP的流量控制由連線的每一端通過宣告的視窗大小來提供 。視窗大小為位元組數 ，起始於確認序號欄位指明的值，這個值是接收端期望接收的位元組。視窗大小是一個16 bit欄位，因而視窗大小最大為65535位元組。

視窗大小對效能的影響

TCP基於通告視窗大小的機制，執行傳送方在停止並等待確認前可以連續傳送多個分組。由於傳送方不必每發一個分組就停下來等待確認，因此該協議可以加速資料的傳輸。TCP傳輸速率和視窗大小成正相關，在某些情況下，提高視窗大小能夠提高傳輸速率。但TCP視窗大小隻有16bit，最大表示65535位元組，對當前千兆介面已經是標配，在資料中心對伺服器上開始部署10G介面的現實情況下，65535位元組的視窗顯然是不夠的。

視窗擴大因子

TCP頭部的最後一個選項欄位(options)是可變長的可選資訊。這部分最多包含40位元組。RFC 7323 TCP Extension for High Performance中對相關選項進行了詳細介紹，更詳細資訊可參考這個文件。

常見對TCP選項有7種，其中kind=3是視窗擴大因子選項。TCP連線初始化時，通訊雙方使用該選項來協商接收通過的視窗擴大因子。假設TCP頭部中的通告視窗大小為N，視窗擴大因子（位移數）是M，那麼TCP報文段的實際接收通告視窗大小為：N * (2 ** M)。M的取值範圍為0 ～ 14。這樣的話，通告視窗最大約為1GB，能夠滿足大部分應用的需求。

Linux下如何使能視窗擴大因子

從Linux核心2.6.8以後，TCP視窗擴大因子功能預設是使能的。可以通過下面的命令來檢視和設定：

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling

參考資料

1. TCP/IP詳解，卷一，第1版
2. RFC 7323 TCP Extension for High Performance

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