TCP交互数据流之经受时延的ACK和Nagle算法

经受时延的ACK

通常TCP在接收到数据时并不立即发送ACK,相反，它将等待一段时间（如200ms）,以期望将ACK与需要沿该方向发送的数据一起发送，这种现象也称为数据捎带ACK。这样做的目的是为了减少发往网络的报文，以提高网络传输效率，节省网络资源。（特别对于广域网）

经受时延的ACK工作过程：

wireshark工具抓包：

经受时延ACK的负面影响：

在某些情况下，Delay ACK会带来难以接受的延时问题，如下面的场景：服务器单向向客户端间歇发送一些数据，但是客户端无应用数据需要提交给对方，此时，如果客户端每收到对端包含有应用字段的报文时，都等待200ms才对其进行确认，那么如果服务器与客户端的交互次数为1000的话，那么整个应用交易或应用会话将要持续1000*200=200S，而200秒对于绝大多数的应用来说是不可接受的）。

经受时延ACK补充：

1. 绝大多数实现采用的时延为200ms,也就是说，TCP将以最大200ms的时延等待是都有数据一起发送，但是这个200ms的值并不是必须的，开发者可以根据自己的需要来设定这个数值，因此，我们在实际工作过程如果发现非200ms但是工作机制与Delay ACK一致的TCP交互过程，那基本上就是Delay ACK机制了。

2. 如果连续收到对端两个数据段，则一般立即回应ACK数据包，如下图所示：

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Nagle算法

背景：

TCP/IP协议中，无论发送多少数据，总是要在数据前面加上协议头，同时，对方接收到数据，也要发送ACK来确认。为了尽可能的利用网络带宽，TCP总是希望尽可能的发送足够大的数据。（一个连接会设置MSS参数，因此TCP/IP总是希望以MSS尺寸的数据块来发送数据）。Nagle算法就是为了尽可能发送大块数据，避免网络中充斥着许多小块数据。

定义：

Nagle算法的基本定义是任意时刻，最多只能有一个未被确认的小段。所谓“小段”，指的是小于MSS尺寸的数据块，所谓“未被确认”，是指一个数据块发送出去后，没有收到对方发送的ACK确认该数据已收到。

算法规则：

（1）如果包长度达到MSS，则允许发送；
（2）如果该包含有FIN，则允许发送；
（3）设置了TCP_NODELAY选项，则允许发送；
（4）未设置TCP_CORK选项时，若所有发出去的小数据包（包长度小于MSS）均被确认，则允许发送；
（5）上述条件都未满足，但发生了超时（一般为200ms），则立即发送。

例子：

在主机slip和主机vangogh.cs.berkeley.edu之间建立一个Rlogin连接，主要是功能是客户端输入字符，服务器接收字符并回显。首先是按下F1功能键，这将产生3个字节:一个esc(转义字符)，一个左括号和一个M。然后按下F2 功能键，将产生另外3个字节。

我们可以看到主机slip发送字节时是一个一个字节发送的，也就是说当第一个字节esc发出之后，需要等待主机vangogh的ack收到之后，才发出第二字节，依次类推。其中报文5表示delay ACK.

关闭Nagle算法：

想象如下场景：在一个交互注册过程中键入终端的一个特殊功能键，这个功能键通常可以产生多个字符序列，一般从ASCII码的转移字符开始，如果TCP每次得到一个字符，它很可能会发送序列中的第一个字符，然后缓存其他字符并等待对该字符的确认，但当服务器接收到该字符时，它并不发送确认，而是继续等待接收序列的其他字符，这就会经常触发服务器的Delay ACK机制，产生很大时延。所以在这个情况下，用户可以通过使用TCP_NODELAY选项来关闭Nagle算法。

参考：

http://baike.baidu.com/linkurl=iw2tqmqsvoLGeDKfoVOxZn8pNUuS2y3MVdaXN3JsTe3tM2tgTlEEFnssQqRpBWzRlFGblK8_o6gDjhPmInYrDeP-fc0d6bwBs6N5dXycWMO

http://www.vants.org/?post=114