Http权威指南（TCP连接）

1.HTTP请求的过程

世界上几乎所有的HTTP通信都是由TCP/IP承载的，当发生HTTP请求时，实际上经过了以下几个步骤：

①浏览器从请求的URL中解析主机名

②浏览器查询这个主机名的IP地址

③浏览器获得端口号

④浏览器发起到IP:端口的连接（TCP连接）

⑤浏览器向服务器发送一条请求报文

⑥浏览器从服务器读取响应报文

⑦浏览器关闭连接（TCP连接）

图解：

2.TCP性能聚焦点

2.1TCP连接的握手时延

建立TCP连接甚至是发送任意数据之前，TCP软件之间都会交换一系列的IP分组，对连接参数进行沟通

所以，如果每次都只传输少量的数据，导致最终建立连接的次数增加，那么这些交换过程就会严重降低HTTP性能

2.2TCP段中的标记和首部

每个TCP段中都会至少装载40个字节的标记和首部，那么举个例子：

1000个字节的数据传输量，用10个TCP段装载，那么至少在原数据量的基础上增加40X10=400个字节的数据量；

如果用100个TCP段装载，那么至少在原数据量的基础上增加40X100=4000个字节的数据量；

如此一来，平白无故多了3600个字节的传输量，自然性能就严重下降了。

2.3TCP慢启动

TCP慢启动限制了每一个TCP端点在任意时刻可以传输的分组数，每成功接收一个分组，就会拥有发送另外两个分组

的权限，接收了两个分组，就会有发送另外四个分组的权限，以此类推。如果一个HTTP事务有大量数据要发送，必

须要依据以上的规则，此种方式被称为“打开拥塞窗口”。

由于这种特性，新连接的传输速度会比已经交换过一定数据量的“已调谐”的连接慢一点，因为后来的TCP连接单次能发

送的分组数比前者少，所以HTTP中有一些可以重用现存TCP连接（旧连接）的工具，这就是“持久连接”。

3.TCP连接性能提升解决方案

3.1Nagle算法

这个算法是为了解决2.2中TCP段多导致多出的标记和首部数据问题；

该算法鼓励发送全尺寸的TCP段（LAN上最大分组大约是1500字节，在因特网上是几百字节），只有当所有其他分组

都被确认之后，该算法才允许发送非全尺寸的分组；如果其他分组仍在传输，那就将数据缓存起来，只有当挂起分组

被确认或者缓存中积累了足够发送一个全尺寸分组的数据时，才会将缓存数据发送出去。

3.2串行事务时延问题（该栏目下每个灰框表示一个TCP连接，黑线表示HTTP事务）

所谓串行事务，打个比方，如果一个web页面有三张图片，那么浏览器就需要发起4个HTTP事务来显示此页面（HTML

+3张嵌入的图片），倘若每个事务都需要一条新的TCP连接，那么每条连接的连接时延和慢启动时延就会叠加起来，造

成最终加载页面的总时间增加，为此，有几种现存或者新兴的方法可以针对此问题进行处理从而提高HTTP连接性能。

3.2.1并行连接

所谓并行连接呢，顾名思义了，就是同时打开多条TCP连接，并行地执行多个HTTP事务，就上面的例子来讲，同时打开

4条TCP连接，相比串行事务而言，性能上有一定提升。

为什么说只是有一定的提升呢，因为并行连接的速度受限于网络带宽，先后打开了4条TCP连接，因为是并行地，他们会去

竞争这有限的带宽，可能之前串行的时候事务1只要花费100ms完成，因为此时没有其他的事务与之竞争带宽，并行之后，

可能需要300ms才能执行完这个事务，因为争夺到的带宽不足以使事务1的速度最大化。

那么，可能有人就会说了，我家的网是200M光纤的，为什么访问百度的时候和别人20M的网速差不多呢，首先，网页数据

量小差异不容易体现，其次服务器不会任由某个客户端并行地发起任意数量个TCP连接，倘若一个浏览器并行地打开100个

连接，那100个浏览器就是并行地打开10000个连接啊，服务器可吃不消，实际上呢，浏览器确实使用了并行连接，但不是

100个，通常是4个，并且服务器可以随意关闭来自特定客户端的超量连接（这或许就是之前我数据采集的时候下载10000+

数据之后访问网站受限的原因了）

但总的来说，并行连接，给人感觉还是比串行事务的处理方式快一点，4张图同时慢速地加载，和4张图分先后一次加载给人

感觉上是不同的。

3.2.2 持久连接

我们知道，TCP连接的连接建立阶段以及慢启动是很耗时的，那么我为什么一次又一次地在这个阶段反复花时间呢，于是持

久连接就出现了，打开TCP连接后，不关闭连接，等待下一个事务的进入，还是就之前的例子来说，建立第一次TCP连接之

后，不关闭连接，事务2、3、4陆续进入这个连接直到事务结束才关闭连接，于是：

相较之前的4个事务4次连接来说，这里少了3次TCP连接的步骤，自然时间上也就减少了，性能也就提升了。

3.2.3持久连接+并行连接

现在，很多web应用程序都会打开少量的并行连接，其中的每一个都是持久连接。

持久连接有两种类型：HTTP/1.0+ "keep-alive"连接、HTTP/1.1 "persistent"