作為網(wǎng)絡(luò)管理員，很多時(shí)間必然會(huì)耗費(fèi)在修復(fù)慢速服務(wù)器和其他終端。但用戶感到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行緩慢并不意味著就是網(wǎng)絡(luò)問題。

解決網(wǎng)絡(luò)性能問題，首先從TCP錯(cuò)誤恢復(fù)功能（TCP重傳與重復(fù)ACK）和流控功能說起。之后闡述如何發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)慢速之源。最后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)各組成部分上的數(shù)據(jù)流進(jìn)行概況分析。這幾張內(nèi)容將會(huì)幫助讀者識(shí)別，診斷，以及排查慢速網(wǎng)絡(luò)。

更多信息
接下來的內(nèi)容，較多是黑白圖片了。雖然看起來有點(diǎn)不爽，但還是很值得一看。

TCP錯(cuò)誤恢復(fù)功能：

TCP的錯(cuò)誤恢復(fù)功能是定位，診斷及修復(fù)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的最佳工具。延時(shí)可以在單程也可以往返方向測(cè)量。高延時(shí)是網(wǎng)絡(luò)管理員的頭號(hào)大敵。本節(jié)我們討論TCP高延時(shí)是如何導(dǎo)致序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)亂序的。

TCP重傳：

主機(jī)報(bào)文重傳是TCP最基本的錯(cuò)誤恢復(fù)功能，它的目的是防止報(bào)文丟失。

報(bào)文丟失的可能因素有很多種，包括應(yīng)用故障，路由設(shè)備過載，或暫時(shí)的服務(wù)宕機(jī)。報(bào)文級(jí)別速度是很高的，而通常報(bào)文丟失是暫時(shí)的，因此TCP能夠發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)報(bào)文丟失顯得尤為重要。

決定報(bào)文是否有必要重傳的主要機(jī)制是重傳計(jì)時(shí)器（retransmission timer），它的主要功能是維護(hù)重傳超時(shí)（RTO）值。當(dāng)報(bào)文使用TCP傳輸時(shí)，重傳計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，收到ACK時(shí)計(jì)時(shí)器停止。報(bào)文發(fā)送至接收到ACK的時(shí)間稱為往返時(shí)間（RTT）。對(duì)若干次時(shí)間取平均值，該值用于確定最終RTO值。在最終RTO值確定之前，確定每一次報(bào)文傳輸是否有丟包發(fā)生使用重傳計(jì)時(shí)器，下圖說明了TCP重傳過程。

當(dāng)報(bào)文發(fā)送之后，但接收方尚未發(fā)送TCP ACK報(bào)文，發(fā)送方假設(shè)源報(bào)文丟失并將其重傳。重傳之后，RTO值加倍；如果在2倍RTO值到達(dá)之前還是沒有收到ACK報(bào)文，就再次重傳。如果仍然沒有收到ACK，那么RTO值再次加倍。如此持續(xù)下去，每次重傳RTO都翻倍，直到收到ACK報(bào)文或發(fā)送方達(dá)到配置的最大重傳次數(shù)。

最大重傳次數(shù)取決于發(fā)送操作系統(tǒng)的配置值。默認(rèn)情況下，Windows主機(jī)默認(rèn)重傳5次。大多數(shù)Linux系統(tǒng)默認(rèn)最大15次。兩種操作系統(tǒng)都可配置。
示例如下圖：

TCP重傳過程發(fā)送的第一個(gè)報(bào)文如下圖所示（圖片不很清楚，已經(jīng)盡力了）：

這是一個(gè)TCP PSH/ACK報(bào)文①，包含648字節(jié)數(shù)據(jù)②，從10.3.30.1發(fā)送至10.3.71.7。這是一個(gè)典型的數(shù)據(jù)報(bào)文。

在通常情況下，第一個(gè)報(bào)文發(fā)送之后很快會(huì)收到TCP ACK報(bào)文。然而，在這個(gè)case里，第二個(gè)是重傳報(bào)文?？梢栽赑acket list面板里看到。Info欄清楚的標(biāo)明“TCP Retransmission”，報(bào)文以黑色背景紅色字體標(biāo)出。下圖是Packet List面板中的重傳示例（仍然不清楚，但可參見上圖）：

也可以在Packet Details和Packet Bytes面板中查看來確定是否是重傳報(bào)文，如下圖所示：

注意此報(bào)文與源報(bào)文相同（除了IP標(biāo)識(shí)和checksum字段）。要驗(yàn)證這一點(diǎn)，比較兩個(gè)報(bào)文的Packet Bytes①。

在Packet Details面板，注意到重傳報(bào)文在SEQ/ACK Analysis下面有些額外的信息②。這些信息是由Wireshark提供的而并非報(bào)文本身。SEQ/ACK Analysis告訴我們這確實(shí)是一個(gè)重傳報(bào)文，RTO值是0.206秒，此時(shí)的RTO是基于報(bào)文1的時(shí)間增量。

檢查剩下的報(bào)文會(huì)得到類似的結(jié)果，不同之處只有IP標(biāo)識(shí)和checksum，以及RTO值。要使報(bào)文之間的時(shí)間間隔形象化，在Packet List面板中查看Time欄，如下圖所示。這里可以看到RTO值的翻倍增長關(guān)系。

TCP重復(fù)ACK以及快速重傳：

重復(fù)ACK是指在接收方收到亂序報(bào)文時(shí)，所發(fā)出的一類TCP報(bào)文。TCP使用報(bào)文頭的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)以有效保證數(shù)據(jù)按照發(fā)送的順序接收和重組。

當(dāng)TCP連接建立以后，握手過程中交換的一個(gè)最重要的信息是初始序列號(hào)（ISN）。一旦連接雙方設(shè)定了ISN之后，接下來發(fā)送的報(bào)文所包含的序列號(hào)增加一個(gè)數(shù)據(jù)載荷值。

假設(shè)有個(gè)主機(jī)ISN是5000，發(fā)送500字節(jié)報(bào)文至接收方。一旦報(bào)文接收之后，接收端回復(fù)一個(gè)ACK號(hào)為5500的TCP ACK報(bào)文，基于以下公式：

Sequence Number In + Bytes of Data Received = Acknowledgment Number Out

按照上述計(jì)算結(jié)果，返回發(fā)送端的確認(rèn)編號(hào)實(shí)際上是接收端希望收到的序列號(hào)。示例如下圖：

數(shù)據(jù)接收方通過序列號(hào)來檢查報(bào)文丟失。接收方通過追蹤接收到的序列號(hào)，能夠確認(rèn)序列號(hào)是否亂序。當(dāng)接收方收到一個(gè)不正常的序列號(hào)，它會(huì)假設(shè)傳輸過程中有報(bào)文丟失。為了正確重傳數(shù)據(jù)，接收方必須擁有丟失報(bào)文，所以它發(fā)送包含有丟失報(bào)文正確序列號(hào)的ACK報(bào)文，以便發(fā)送方重傳此報(bào)文。

當(dāng)重傳主機(jī)從發(fā)送端接收到3個(gè)重復(fù)ACK時(shí)，它會(huì)假設(shè)此報(bào)文確實(shí)在傳送中丟失，并且立即發(fā)送一個(gè)快速重傳。一旦觸發(fā)了快速重傳，所有正在傳輸?shù)钠渌麍?bào)文都被放入隊(duì)列中，直到快速重傳報(bào)文發(fā)送為止。過程如下圖所示：

承接上文的彩圖：

本例中第一個(gè)報(bào)文如下圖：

重傳報(bào)文同樣可以通過Packet List面板的Info欄觀察到。報(bào)文呈現(xiàn)黑色背景紅色字體。這個(gè)報(bào)文的SEQ/ACK Analysis截面告訴我們這可能是一個(gè)快速重傳幀。（標(biāo)識(shí)報(bào)文為快速重傳的信息不是報(bào)文本身所包含的內(nèi)容，而是Wireshark的功能）。最后一個(gè)報(bào)文是接收到快速重傳的ACK。