性能优化（网络）

最新推荐文章于 2025-03-05 22:36:26 发布

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最新推荐文章于 2025-03-05 22:36:26 发布 · 550 阅读

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#网络 #性能优化 #服务器

本文探讨了网络性能优化，从C10K问题到C1000K、C10M的并发处理。介绍了网络收包流程，高并发优化策略，包括I/O模型优化和工作模型优化，以及拥塞控制算法如TCP的Reno、Bio、Cubic和BBR。同时，提到了面对DDoS攻击的缓解措施和可靠UDP的方案，如KCP和QUIC。

个人在极客时间、工作经验、技术博客的总结。

网络收包流程

当一个网络帧到达网卡后，网卡会通过 DMA 方式，把这个网络包放到收包队列中；然后通过硬中断，告诉中断处理程序已经收到了网络包。接着，网卡中断处理程序会为网络帧分配内核数据结构（sk_buff），并将其拷贝到 sk_buff 缓冲区中；然后再通过软中断，通知内核收到了新的网络帧。接下来，内核协议栈从缓冲区中取出网络帧，并通过网络协议栈，从下到上逐层处理这个网络帧。比如，在链路层检查报文的合法性，找出上层协议的类型（比如 IPv4 还是 IPv6），再去掉帧头、帧尾，然后交给网络层。网络层取出 IP 头，判断网络包下一步的走向，比如是交给上层处理还是转发。当网络层确认这个包是要发送到本机后，就会取出上层协议的类型（比如 TCP 还是 UDP），去掉 IP 头，再交给传输层处理。传输层取出 TCP 头或者 UDP 头后，根据 < 源 IP、源端口、目的 IP、目的端口 > 四元组作为标识，找出对应的 Socket，并把数据拷贝到 Socket 的接收缓存中。最后，应用程序就可以使用 Socket 接口，读取到新接收到的数据了。

高并发优化

C10K（并发1w个请求）

I/O 模型优化

使用非阻塞 I/O 和边缘触发通知，比如 epoll。
使用异步 I/O（Asynchronous I/O，简称为 AIO）（windows推荐）

工作模型优化

主进程 + 多个 worker 子进程/线程（如nginx）

这里要注意，accept() 和 epoll_wait() 调用，还存在一个惊群的问题。换句话说，当网络 I/O 事件发生时，多个进程被同时唤醒，但实际上只有一个进程来响应这个事件，其他被唤醒的进程都会重新休眠。其中，accept() 的惊群问题，已经在 Linux 2.6 中解决了；而 epoll 的问题，到了 Linux 4.5 ，才通过 EPOL