为什么都说首屏html大小限制在14KB以内

原文在 https://github.com/879479119/879479119.github.io/issues/7 同步更新

由于前端资源的特殊性，首屏有大量的优化都是体现在网络上的，在网络优化中有非常多文章进行说明，这里我就不再赘述了。但是其中有一个非常有意思的点，就是14KB的问题，大家基本都听说过，但是却很少知道其中的道理，我在网上也没看到很详细的解释，所以提出来说一下。

为什么首屏的html资源要限制在14KB以内呢？

1. 最普遍的说法（各种博客）：

   反正是14kb可以最好的利用网络带宽，可以让html在一次就传输完所以最快咯~

2. 详细的说法（谷歌开发者文档）：

   https://developers.google.com/speed/docs/insights/mobile

鉴于 TCP 评估连接状况的方式（即 TCP 慢启动），新的 TCP 连接无法立即使用客户端和服务器之间的全部有效带宽。因此，在通过新连接进行首次往返的过程中，服务器最多只能发送 10 个 TCP 数据包（约 14KB），然后必须等待客户端确认已收到这些数据，才能增大拥塞窗口并继续发送更多数据。

另外还需注意的是，10 个数据包 (IW10) 这一限值源自 TCP 标准的最近一次更新：您应确保自己的服务器已升级到最新版本，以便能够充分利用这次更新。否则，这一限值可能会降低到 3-4 个数据包！

考虑到 TCP 的这种行为，请务必优化您的内容，以尽可能减少为传输必要数据（以完成网页的首次呈现）而需进行的网络往返的次数。理想情况下，ATF 内容应小于 98KB，这样浏览器才能在 3 次网络往返之后即可显示网页内容，以便为服务器响应延迟和客户端呈现留出充足的时间预算。

看到上面的一段我们其实已经大概明白了，原来是因为慢启动的存在导致我们第一屏只能发送14kb的内容，那为什么是1.4kb * 10这么计算呢？在旧版本的服务器上又是指的哪个版本之前呢？这里我们分两块说

什么是TCP慢启动

TCP网络通信占了我们日常使用的网络通信的绝大部分，网络环境质量变化都十分复杂，同时为了避免流量攻击等行为，TCP实际上有一些防止拥塞的策略，主要是依靠四个算法来实现：1）慢启动，2）拥塞避免，3）拥塞发生，4）快速恢复

我们现在只说slow start这一个，剩下的读者可以自行搜索阅读

---

慢启动在1988年就由TCP-Tahoe 提出了，主要目的就是为了避免新加入的连接直接把带宽打满，也可以避免一些恶意行为。

先好好补一下计算机网络的概念：

MTU: Maximum Transmission Unit，是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。

MSS: Maximum Segment Size，是传输控制协议(TCP)的一个参数，以字节数定义一个计算机或通信设备所能接受的分段的最大数据量。 它并不会计算 TCP 或 IP 协议头的大小。

从算法上来说原理（不论系统实现），慢启动的算法如下(cwnd全称Congestion Window)：

1）连接建好的开始先初始化cwnd = 1，表明可以传一个MSS大小的数据。

2）每当收到一个ACK，cwnd++; 呈线性上升

3）每当过了一个RTT，cwnd = cwnd*2; 呈指数让升

4）还有一个ssthresh（slow start threshold），是一个上限，当cwnd >= ssthresh时，就会进入“拥塞避免算法”（去参考文章里面看）

所以，我们可以看到，如果网速很快的话，ACK也会返回得快，RTT也会短，那么，这个慢启动就一点也不慢。但是我们首屏注重的就是第一个横线，在这么看来只有1个MSS肯定是不够使的，下图说明了这个过程。

tcp.slow_.start_

上面的是理论的算法，实际上我们工作中就不是从1开始慢慢增长了，需要提一下的是一篇Google的论文《An Argument for Increasing TCP’s Initial Congestion Window》Linux 3.0后采用了这篇论文的建议——把cwnd 初始化成了 10个MSS。

而Linux 3.0以前，比如2.6，Linux采用了RFC3390，cwnd是跟MSS的值来变的，如果MSS< 1095，则cwnd = 4；如果MSS>2190，则cwnd=2；其它情况下，则是3。

不得不说隔了这么几十年了，互联网技术还是还是会随着硬件能力的增长不断更新的，现在就是10个MSS起步了，那么Linux 3.0这个我们用不用担心呢？其实不用，3.0已经是2011年07月22日发行的了，以我们常用的centOS 7.2为例，他的内核版本已经是3.10了，不用担心

MSS大小的计算

我们已经知道了1.4K * 10之中的10是从哪里来的了，10就是指的10个MSS，那1.4k就是这个MSS的最大大小了吧。熟悉计算机网络的同学肯定已经知道是怎么回事了

因为我们一般认为终端用户使用的网络MTU是1500Byte来的，由于那相当于是我们数据链路层能够传输的大小了，我们实际能传输的IP数据包内容肯定是比他少的，简单的算一算

一个TCP包(数据段)的荷载 <= MSS < MTU

PPPoE首部6，PPP协议2
数据链路层最大data为1500-8=1492
IPv4首部最少20，IPv6首部40，TCP首部最少20
MSS最大为1492-20-20=1452

现在得到了MSS最大是1.452K这个结果，正是与我们预期一致的，Q.E.D

---

整个探索过程很多东西都是与网络相关，可见计算机基础和网络对于一个工程师的重要性，虽然日常工作很少实际用到底层的原理，但是学习一下打好基础还是很有价值的。。笔者对计算机网络并不能算很熟悉，文中若有错误还请多指正！

---

转载请注明出处及作者，同时感谢下列作者

[TCP的那些事儿（下） 陈皓]https://coolshell.cn/articles/11609.html

[goolge 移动网络分析]https://developers.google.com/speed/docs/insights/mobile

[TCP/IP数据包结构详解 水沐清華]https://blog.csdn.net/prsniper/article/details/6762145

[TCP一次数据包最大负载是多少？wind5o]https://segmentfault.com/a/1190000012962389%