Nagle算法与延迟确认策略的仿真与研究
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TCP_NODELAY和TCP_NOPUSH的解释⼀、问题的来源今天看到 huoding ⼤哥分享的 lamp ⾯试题,其中⼀点提到了:Nginx 有两个配置项: TCP_NODELAY 和 TCP_NOPUSH ,请说明它们的⽤途及注意事项。
初看到这个题⽬时,感觉有点印象:1、在nginx.conf 中确实有这两项,记得就是配置on或者off,跟性能有关,但具体如何影响性能不太清楚2、在之前看过的huoding另⼀篇将memcache的⽂章中,有提到过tcp DELAY算法,记得说是当tcp传输⼩于mss的包时不会⽴即发⽣,会缓冲⼀段时间,当之前发⽣的包被ack后才继续发⽣缓冲中的⼩包。
⼆、问题的研究1、从nginx模块中来查看:语法: tcp_nodelay on | off;默认值: tcp_nodelay on;上下⽂: http, server, location开启或关闭nginx使⽤TCP_NODELAY选项的功能。
这个选项仅在将连接转变为长连接的时候才被启⽤。
(译者注,在upstream发送响应到客户端时也会启⽤)。
语法: tcp_nopush on | off;默认值: tcp_nopush off;上下⽂: http, server, location开启或者关闭nginx在FreeBSD上使⽤TCP_NOPUSH套接字选项,在Linux上使⽤TCP_CORK套接字选项。
选项仅在使⽤sendfile的时候才开启。
开启此选项允许在Linux和FreeBSD 4.*上将响应头和正⽂的开始部分⼀起发送;⼀次性发送整个⽂件。
从模块指令的解释中带出来⼏个问题:(1)tcp_nodelay的功能是什么?为什么只有在长连接的时候才启⽤?Only included in keep-alive connections.(2)tcp_nopush在unix上影响TCP_NOPUSH,在linux上影响TCP_CORK,但估计这只是不同系统上的命名区别,但作⽤是什么?为什么只在sendfile中才启⽤?This option is only available when using sendfile.这些问题我们需要逐⼀解决...2、tcp_nodelay的功能是什么Nagle和DelayedAcknowledgment的延迟问题⽼实说,这个问题和Memcached没有半⽑钱关系,任何⽹络应⽤都有可能会碰到这个问题,但是鉴于很多⼈在写Memcached程序的时候会遇到这个问题,所以还是拿出来聊⼀聊,在这之前我们先来看看Nagle和DelayedAcknowledgment的含义:在⽹络拥塞控制领域,我们知道有⼀个⾮常有名的算法叫做Nagle算法(Nagle algorithm),这是使⽤它的发明⼈John Nagle的名字来命名的,John Nagle在1984年⾸次⽤这个算法来尝试解决福特汽车公司的⽹络拥塞问题(RFC 896),该问题的具体描述是:如果我们的应⽤程序⼀次产⽣1个字节的数据,⽽这个1个字节数据⼜以⽹络数据包的形式发送到远端服务器,那么就很容易导致⽹络由于太多的数据包⽽过载。
浅探⽹络1---tcp协议详解(三次握⼿和四次挥⼿)TCP协议是⽹络多层协议中运输层的最重要的协议之⼀,运输层是两台主机的进程之间的通信。
除了TCP还有⼀个是UDP协议(⽤户数据包协议)TCP全称是Transmission Control Protocol,意思是传输控制协议⼀、TCP简介1.TCP协议两个对等运输实体之间进⾏传送的数据单位是:TCP报⽂段2.TCP提供的是⾯向连接的服务,在传送数据之前必须建⽴连接,数据传送完成之后需要关闭连接,TCP只可点对点,不可⼴播或多播,TCP连接是可靠的运输服务。
3.TCP的⼯作⽅式类似于打电话,打电话之前需要先拨号(号码就是连接的IP+端⼝号)连接,通话结束之后关闭连接4.TCP提供可靠交付,即TCP传输的数据⽆差错、不丢失、不重复且有序5.TCP⽀持全双⼯通信,即通信双⽅可随时发送数据,发送⽅发送完数据会先放到发送缓存中,发送⽅发送完毕就可以⼲别的事去了,TCP 会在合适的时机将数据发送给接受⽅,接收⽅接收到数据会先把数据放到接收缓存中,应⽤程序会在合适的时机在缓存中获取数据。
6.TCP是⾯向字节流的,流⼊到进程或从进程中流出的是字节序列。
⽽发送时和接收时除了传输的业务数据,可能还会额外加⼀些字节数据,⽤于发送⽅和接收⽅处理。
⽐如在微信聊天中需要提醒接收⽅会添加@XXX,⽽接收⽅只需要接收有⽤信息,@信息是和业务⽆关的。
7.TCP连接的双⽅不是两个主机、不是两个IP地址、不是两个应⽤程序、⽽是两个套接字,每个套接字socket=(IP地址:端⼝号),每⼀个TCP连接必须有唯⼀的两个套接字,即TCP连接={套接字1,套接字2}={(IP1,port1),(IP2,port2)}⼆、TCP三次握⼿和四次挥⼿TCP是⾯向连接的协议,所以协议的基础就是需要有连接,⽽发起连接的⼀⽅可以称为客户端,等待连接的⼀⽅可以称为服务端。
⽽TCP建⽴连接的过程称为握⼿,每次握⼿客户端和服务器之前需要交换三个报⽂段,因此也叫做“三次握⼿”。
计算机网络考试重点内容点对点与端对端的关系端到端与点到点是针对网络中传输的两端设备间的关系而言的。
端到端传输指的是在数据传输前,经过各种各样的交换设备,在两端设备问建立一条链路,就僚它们是直接相连的一样,链路建立后,发送端就可以发送数据,直至数据发送完毕,接收端确认接收成功。
(优点延迟小、缺点发送端始终参与,接收端故障)点到点系统指的是发送端把数据传给与它直接相连的设备,这台设备在合适的时候又把数据传给与之直接相连的下一台设备,通过一台一台直接相连的设备,把数据传到接收端。
(优点节省发送端资源,接收端故障时可以缓冲,缺点是不可靠)IP地址(P42)、缺陷(P45)、特征互联网的每台主机都分配一个32比特通用标识符作为它的互联网地址地址分网络号(netid)、主机号(hostid)0作为网络本身1作为定向广播、有限广播缺陷:1、一台主机转移网络时,必须改变IP地址2、C类网络主机的数目超过255时,必须换成B类3、与互联网多条连接的主机必须有多个IP地址4、必须知道目的站的一个IP地址是不够的ARP的原理(P54)、问题(P56)、高速缓存管理(P55-56)低层动态绑定地址,称为地址转换协议ARP发送端通过发送广播包,询问某IP地址的物理地址,目的端通过回复广播包,告诉发送端自己的物理地址缺陷在于计时器的时限,导致故障被检测到的时间降低。
高速缓存管理: 在计算机本地维护的缓存,存放最近获得的IP到物理地址的绑定。
发送ARP请求前先寻找绑定。
软状态指某个主机在没有警告的情况下失效,解决软状态的方式是设置计时器是,定期删除缓存记录。
RARP(P62)反向地址转换协议机器A广播一个把自己指定为目标的RARP请求,授权提供RARP的机器填写协议地址,并把报文类型从“请求”改为“应答”,然后发回机器A,A可能受到多个应答,但只接受第一个。
IPMTU P70最大传输单元分段分片数据报大于网络中最大MTU时,需分段,在最终目的站重组数据报片校验和首部校验和(HEADER CHECKSUM)保证首部数据的完整性,IP校验和的计算是把首部看成一个16比特证书序列,对每个整数分别计算其二进制反码,然后相加,再对结果计算一次二进制反码。
tcp流控参数在网络通信中,TCP流控是确保数据包传输效率和可靠性的关键因素之一。
TCP流控参数提供了一种机制,可以对TCP数据包的传输速度进行控制,从而避免多个数据包同时抵达接收方导致网络拥塞。
1. 拥塞窗口(Congestion Window,简称CWND)拥塞窗口是TCP流控参数中最重要的一个指标,它是指可以发送的未被确认的数据字节数的最大值。
在创建TCP连接时,拥塞窗口会被初始化为一个比较小的值,随着网络条件的不断变化,TCP会动态地调整拥塞窗口的大小。
如果没有出现网络拥塞,TCP就会逐渐增大拥塞窗口的大小,以便更快地传输数据。
但是,当网络中存在拥塞时,TCP就需要减小拥塞窗口的大小,以降低传输速度,避免引起更多的拥塞。
2. 慢启动阈值(Slow Start Threshold,简称SSThresh)TCP在启动时会采用慢启动(Slow Start)算法,即从一个较小的拥塞窗口开始逐步增加,以避免一开始就发送过多数据导致网络拥塞。
慢启动阈值是拥塞窗口达到一定大小时触发拥塞避免算法的阈值。
在慢启动阶段,TCP会采用一种指数增长的方式逐渐增加拥塞窗口的大小,然后再根据网络状况的反馈信息进行调整。
如果拥塞窗口大小超过了慢启动阈值,则TCP会进入拥塞避免状态。
3. 拥塞避免算法在拥塞避免状态下,TCP会根据已经发送的数据以及接收到的ACK等反馈信息来计算新的拥塞窗口大小。
拥塞避免算法一般采用线性增长的方式来调整拥塞窗口的大小,以避免过度拥塞。
当拥塞窗口达到某个阈值时,TCP就会进入快速恢复(Fast Recovery)状态。
在这个状态下,TCP会维护一个临时的拥塞窗口大小,并且不再采用慢启动算法来增加拥塞窗口的大小。
当所有丢失的数据包都被成功重传时,TCP就会重新进入拥塞避免状态。
4. Nagle算法(Nagle's Algorithm)Nagle算法是用于减少小数据包传输的TCP流控参数之一。
延迟奖励问题是强化学习中的一个重要挑战。
在强化学习中,Agent通过与环境的交互来学习决策策略,以最大化长期奖励。
然而,由于环境的动态性和不确定性,Agent可能需要在未来较远的时间点才能获得奖励,这就导致了延迟奖励问题。
在处理延迟奖励问题的强化学习算法中,Temporal Difference (TD) learning是一种经典的方法。
TD learning通过不断更新当前状态的估值函数来逼近最优价值函数,以此来处理延迟奖励问题。
这种方法的核心思想是利用当前的估值函数来估计未来的奖励,从而减小延迟奖励带来的影响。
除了TD learning外,深度强化学习也是处理延迟奖励问题的重要方法。
深度强化学习将深度神经网络与强化学习相结合,能够学习复杂的状态空间和动作空间下的决策策略。
通过深度神经网络的强大拟合能力,Agent可以更好地处理延迟奖励问题,提高长期奖励的预测准确性。
此外,Actor-Critic算法也是一种处理延迟奖励问题的有效方法。
Actor-Critic算法将值函数估计和策略改进相结合,通过Actor来学习决策策略,通过Critic来估计状态的价值函数,以此来优化长期奖励。
这种方法可以有效地处理延迟奖励问题,同时也能够加速算法的收敛速度。
除了上述方法外,多步骤学习和基于模型的强化学习算法也可以用来处理延迟奖励问题。
多步骤学习通过引入多个时间步的奖励来减小延迟奖励对学习的影响,从而更好地优化长期奖励。
而基于模型的强化学习算法则通过建模环境的动态特性来预测未来奖励,从而处理延迟奖励问题。
在实际应用中,处理延迟奖励问题的强化学习算法需要根据具体的场景和任务进行选择。
不同的算法有着不同的特点和适用范围,需要根据具体的情况来进行选择和调整。
同时,对于一些复杂的任务和动态的环境,可能需要结合多种算法来处理延迟奖励问题,以获得更好的效果。
总的来说,处理延迟奖励问题是强化学习中的一个重要课题,涉及到算法的选择和调整、环境的建模和学习过程的优化等多个方面。
lwip中的nagle算法-回复什么是lwIP?lwIP(轻型IP协议栈)是一个开源的、可移植的TCP/IP协议栈,用于嵌入式系统和实时操作系统。
它是基于小型操作系统的设计理念,旨在提供高效的网络通信能力,同时占用较少的系统资源。
lwIP协议栈支持多种网络协议,包括TCP、UDP、IP等,并提供了一系列的优化算法和特性。
lwIP协议栈的特性之一是支持Nagle算法。
下面将详细介绍Nagle算法的原理与应用。
Nagle算法背景与原理Nagle算法是由John Nagle于1984年提出的一种算法,旨在减少小分组在网络中的传输次数,从而提高网络传输效率。
在TCP协议中,当应用程序连续发送较小的数据包时,这些小数据包可能会引起较大的网络负载,此时Nagle算法的作用就凸显出来了。
Nagle算法的原理很简单:当应用程序向TCP发送数据时,这些数据将首先被缓存起来。
如果此时TCP协议栈中有尚未发送的数据包,则这些数据将会被合并成一个较大的数据包,然后再发送出去。
简单来说,Nagle算法的目的是将多个小数据包合并为一个大数据包发送,以减少网络负载。
Nagle算法的实现与优化在lwIP协议栈中,Nagle算法的实现过程如下:1. 当应用程序调用lwIP的发送函数发送数据时,数据将会被放入一个发送缓冲区中,并等待发送出去。
2. 当TCP协议栈中的数据包达到一定条件时,例如达到最大的传输窗口大小,或者等待时间达到了最大延迟时间(也就是最大等待时间),则这些数据包将会被立即发送出去。
3. 如果TCP协议栈中的数据包没有达到上述条件,数据将继续等待被发送。
4. 当新的数据到达发送缓冲区时,TCP协议栈会检查之前已缓存的数据包中是否有已经发送的ACK(确认)信号。
如果存在未收到ACK信号的数据包,则新的数据将被合并到之前的数据包中。
通过以上的实现方式,Nagle算法可以减少小数据包的传输次数,从而提高网络传输效率。
然而,在某些特定的应用场景下,Nagle算法可能会引入较大的传输延迟。