创建 TCP 连接的一般开销答案

【问题标题】：General overhead of creating a TCP connection创建 TCP 连接的一般开销
【发布时间】：2011-01-29 23:24:48
【问题描述】：

我想知道与 UDP 相比，创建新连接的一般成本。我知道 TCP 需要数据包的初始交换（3 次握手）。其他费用是多少？例如，内核中是否存在设置缓冲区等所需的某种魔法？

我问的原因是我可以保持现有连接打开并根据需要重用它。但是，如果重新连接的开销很小，它将降低复杂性。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

一旦 UDP 数据包被转储到网络上，UDP 协议栈就可以完全忘记它。使用 TCP，至少有连接详细信息（源/目标端口和源/目标 IP）、序列号、连接的窗口大小等......这不是大量数据，但在一个有很多连接的繁忙服务器。

还有 3 次握手。一些脑残（和/或恶意系统）可能会滥用进程（查找“syn flood”），或者只是断开连接，让您的系统等待永远不会出现的响应或关闭通知。好的一面是，使用 TCP，系统将尽最大努力确保数据包到达它必须到达的地方。使用 UDP，根本没有任何保证。

【讨论】：

【解决方案2】：

与数据包交换的延迟相比，内核设置时间等所有其他成本都是微不足道的。

【讨论】：

【解决方案3】：

选项 1：创建 TCP 连接的一般成本是：

第 1 步：需要交换数据包，因此会因往返网络延迟加上目标服务器的服务时间而延迟。这两个盒子上的 CPU 使用率都不高。

第 2 步：取决于消息的大小。

第 3 步：IIRC，只发送一个“立即关闭”数据包，不等待目标确认，因此不涉及延迟。

选项 2：UDP 成本：*

第 1 步：需要最少的设置，无需担心延迟，速度非常快。

第 2 步：注意大小，在 UDP 中没有重新传输，因为它不关心数据包是否被任何人接收。我听说消息越大，接收到的数据损坏的可能性就越大，而且经验法则是您将丢失一定比例的超过 20 MB 的消息。

第 3 步：最少的工作，最少的时间。

选项 3：改用 ZeroMQ

您将 TCP 与 UDP 进行比较，目的是减少重新连接时间。有一个很好的妥协：ZeroMQ 套接字。

ZMQ 允许您设置一个发布套接字，您不关心是否有人在监听（如 UDP），并在该套接字上有多个监听器。这不是 UDP 套接字 - 它是这两种协议的替代方案。

详情请见：ZeroMQ.org。

它具有非常高的速度和容错能力，并且由于这些原因在金融行业的使用越来越多。

【讨论】：

我不确定你从哪里得到 20MB 的 UDP 号码。根据 Wikipedia，在 IPV4 中，最大消息大小为 65,507 字节（65,535 - 8 字节 UDP 标头 - 20 字节 IP 标头）。也许你假设 IPV6？
我指的不是数据包大小，而是消息大小。另外，这个数字是道听途说的启发式。情况：在通过 UDP 的相当高速的内部数据中心网络上，在任何 N 条大小为 20 MB 的消息中，有 5% 的 N (N*0.05) 被损坏。这是一个带有大量数据的消防软管，一个-> 几个，不同的盒子组监听发给他们的消息。对困惑感到抱歉。他（我的同事）给我的信息是，如果他使用更大的块，更高的百分比会出现错误并且什么都不会发送。他有一个请求重新发送的反向渠道。
UDP 没有大于单个 64k 数据报的消息的概念，因为 UDP 标头中的大小字段是 16 位 (tools.ietf.org/html/rfc768)。这通常大于底层传输层的 MTU，因此 IP 可能会分段并重新组合 64k 数据包。如果任何分片丢失，则整个数据包都会丢失，因此不建议超过 MTU。 20MB 的消息需要通过 UDP 或其他类似 TCP 的更高级别的协议。如果您有较大消息的参考，我有兴趣阅读它。
ZeroMQ 不是“这两种协议的替代方案”。它“通过inproc、IPC、TCP、TIPC、多播传送消息”。多播当然是UDP。您似乎认为它是另一种 IP 传输协议。不是。