只因把 https 改成 http，带宽减少了 70%！

原创 于 2025-05-10 17:31:37 发布 · 752 阅读 · 16 ·
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#网络协议 #python #爬虫

起因

是一个高并发的采集服务上线后，100m的上行很快就被打满了。
因为这是一条专线，并且只有这一个服务在使用，所以可以确定就是它导致的。

但是！这个请求只是一个 GET 请求，同时并没有很大的请求体，这是为什么呢？

于是使用 charles 重新抓包后发现，一个 request 的请求居然要占用 1.68kb 的大小!

其中TLS Handshake 就占了 1.27kb。

在这里插入图片描述

这种情况下，需要的上行带宽就是：1.68*20000/1024*8=262.5mbps

也就说明100mbps的上行为何被轻松打满

TLS Handshake是什么来头，竟然如此大?

首先要知道HTTPS全称是：HTTP over TLS，每次建立新的TCP连接通常需要进行一次完整的TLS Handshake。在握手过程中，客户端和服务器需要交换证书、公钥、加密算法等信息，这些数据占用了较多的字节数。

TLS Handshake的内容主要包括：

  • 客户端和服务器的随机数
  • 支持的加密算法和TLS版本信息
  • 服务器的数字证书（包含公钥）
  • 用于生成对称密钥的“Pre-Master Secret”

这个过程不仅耗时，还会消耗带宽和CPU资源。

因此想到最粗暴的解决方案也比较简单，就是直接使用 HTTP，省去TLS Handshake的过程，那么自然就不会有 TLS 的传输了。

那么是否真的有效呢？验证一下就知道。

将请求协议改成 http 后：

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传
可以看到请求头确实不包含 TLS Handshake了!

整个请求只有 0.4kb，节省了 70% 的大小

目标达成

因此可以说明：在一些不是必须使用 https 的场景下，使用 http 会更加节省带宽。

同时因为减少了加密的这个过程，可以观察到的是，在相同的并发下，服务器的负载有明显降低。

那么问题来了

如果接口必须使用 https那怎么办呢?

当然还有另外一个解决方案，那就使用使用 Keep-Alive。
headers 中添加 Connection: keep-alive 即可食用。

通过启用 Keep-Alive，
可以在同一TCP连接上发送多个HTTPS请求，
而无需每次都进行完整的TLS Handshake，
但第一次握手时仍然需要传输证书和完成密钥交换。

对于高并发的场景也非常适用。

要注意的是

keep-alive 是有超时时间的，超过时间连接会被关闭，再次请求需要重新建立链接。

Nginx 默认的 keep-alive 超时是 75 秒，
Apache HTTP 服务器 通常默认的 keep-alive 超时是 5 秒。

ps：
如果你的采集程序使用了大量的代理 ip那么 keep-alive 的效果并不明显～～
最好的还是使用 http

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hadc.Instance = ADC1; hadc.Init.SampleRate = 44100; // 44.1kHz采样率 hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; // 12位分辨率 HAL_ADC_Init(&hadc); uint16_t adc_buffer[1024]; // 缓冲区存储采样数据 HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, adc_buffer, 1024); // 启动DMA采样 ``` #### (2) **数字数据编码与红外调制** - **编码协议**：采用标准红外协议（如NEC），将ADC数据打包为数字帧。NEC协议每帧32位（地址+命令+反码），适合音频数据分块传输。 - 帧结构：同步头 + 逻辑0/1（通过脉冲宽度区分）。例如，逻辑0 = 562.5µs脉冲 + 562.5µs低电平，逻辑1 = 562.5µs脉冲 + 1687.5µs低电平[^1]。 - **调制**：使用STM32定时器生成38kHz PWM载波调制编码数据。 - 独立公式：载波频率$f_c = 38 \text{kHz}$，占空比50%。 - 代码示例： ```c // 配置TIMER生成38kHz PWM TIM_HandleTypeDef htim; htim.Instance = TIM2; htim.Init.Prescaler = 84-1; // 假设系统时钟84MHz htim.Init.Period = 21-1; // 38kHz = 1/(26.3µs), Period = F_clock / (Prescaler * f_c) HAL_TIM_PWM_Start(&htim, TIM_CHANNEL_1); // 发送NEC编码数据 void send_nec_frame(uint32_t data) { // 发送同步头（9ms脉冲 + 4.5ms低电平） HAL_GPIO_WritePin(IR_LED_GPIO_Port, IR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(9); // 单位ms，实际用定时器优化 HAL_GPIO_WritePin(IR_LED_GPIO_Port, IR_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(4.5); // 发送数据位 for (int i = 0; i < 32; i++) { if (data & (1 << i)) { // 发送逻辑1 HAL_GPIO_WritePin(IR_LED_GPIO_Port, IR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(0.5625); HAL_GPIO_WritePin(IR_LED_GPIO_Port, IR_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(1.6875); } else { // 发送逻辑0 HAL_GPIO_WritePin(IR_LED_GPIO_Port, IR_LED_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(0.5625); HAL_GPIO_WritePin(IR_LED_GPIO_Port, IR_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(0.5625); } } } ``` #### (3) **红外接收与解码** - 接收端使用TSOP38238输出数字信号，STM32解码NEC协议并还原数据。 - 代码示例： ```c // 外部中断解码NEC帧 void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { if (GPIO_Pin == IR_RX_Pin) { uint32_t frame = 0; uint8_t bit_count = 0; // 测量脉冲宽度解码（简化版，实际用定时器捕获） while (bit_count < 32) { uint32_t pulse_width = measure_pulse_width(); // 自定义函数测量高低电平时间 if (pulse_width > 1000) { // 逻辑1判定 frame |= (1 << bit_count); } bit_count++; } // 将frame数据输出到DAC HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, frame & 0xFFF); } } ``` #### (4) **数字量转模拟量（DAC输出）** - 使用STM32 DAC将解码数据还原为模拟音频。 ```c DAC_HandleTypeDef hdac; hdac.Instance = DAC; HAL_DAC_Init(&hdac); HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1); ``` ### 4. **性能优化与注意事项** - **带宽限制**：红外协议数据率较低（NEC约1kbps），不适合高保真音频。优化方法： - 压缩音频数据（如ADPCM编码）。 - 使用更高效率协议（如Sony SIRC）。 - **抗干扰**：添加曼彻斯特编码或CRC校验减少误码[^1]。 - **测试工具**：用逻辑分析仪监测红外信号波形。 - **实测参数**：在10m范围内，SNR >40dB可满足语音传输。 ### 5. **完整方案流程图** ``` 模拟音频输入 → [STM32 ADC采样] → 数字数据 → [NEC编码 + 38kHz调制] → IR LED发射 ↓ (数字传输 via 红外) ↓ IR接收器 → [NEC解码] → 数字数据 → [STM32 DAC] → 模拟音频输出 ``` ### 引用说明 本方案参考了红外传输的核心技术：38kHz载波调制确保抗干扰性，标准化协议保证兼容性[^1]。同时，STM32的ADC/DAC功能是实现模拟量转数字量的基础[^3]。
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