FTP和TCP的文件传输效率对比测试分析

前言

最近因项目需要，需要把一定数量的中等文件从开发板上传到电脑上，分别选择了FTP和TCP自定义协议两种方式进行传输，进行了简单的对比测试，故做如下记录。

测试环境

开发板：Linux，ARMv7 单核，内存512M

PC：winodw， i7，8G内存，SSD

网络：100M，局域网

文件：大小4.06M，数量50个

四种方案简述

1、FTP上传，短连接，单线程

2、FTP上传，长连接，单线程

3、TCP上传，短连接，单线程

4、TCP上传，短连接，多线程

5、TCP上传，长连接，单线程

说明

1、这里提的TCP上传，是指使用自定义协议TCP方式上传。

2、短连接是指每上传一个文件就连接一次，传完后就关闭连接。

3、长连接是指先连接，再上传多个文件，到退出程序时再关闭连接。

4、单线程是指所有文件的连接、发送、关闭都是在一个线程内完成。

5、多线程是指一个文件对应一个线程，多个文件同时使用多个线程发送。

自定义文件传输协议

自定义文件协议设计得非常简单。

客户端发送数据包 = 128B文件名 + 4B文件长度 + 文件数据

服务端响应数据包 = “OK”

之所以如此设计，列如下几点原因：

1、固定文件名长度，方便处理，也方便定位到文件长度字段。

2、4字节文件长度刚好和整型相等，在两个32位小端机器上直接拷贝发送，代码简单。

3、文件长度字段可以方便检查数据是否接收完全，解决粘包问题。

4、局域网内网络相对比较好，所以没带文件校验。

测试结果

方案1，2分钟

方案2，45秒

方案3，20秒

方案4，20秒

方案5，20秒

结果分析

分析之前，先计算一下理论的传输速度应该是多少，文件总大小约为203M，按100M网络计算，速度应该是203/(100/8) = 16秒。所以说20秒是一个比较不错的速度了，毕竟还有一些文件操作等操作，需要占用一些时间。

方案1和方案2比较

FTP建立连接相对复杂，不断的连接和断开肯定消耗不少时间，所以长连接比短连接传输速度快也是应该的。

FTP方案和TCP方案比较

FTP方案整体上比TCP方案慢得多，毕竟FTP协议肯定比自定义的文件传输协议要复杂得多，交互指令越多，速度越慢。

方案3和方案4比较

两个方案的差别在于是否使用多线程发送。从结果来看，速度相差不大。因为网络的极限速度就是100M，同时发送再多的数据也没有用，都会阻塞在网络上。即使发送的速度可能快一点点，但开启多个线程、线程同步锁等也需要时间，可能相抵消了。

方案3和方案5比较

两个方案的差别在于是否使用长连接。从结果来看，速度相关不大。和上面分析一样，网络的极限速度是100M，而TCP在局域网内建立连接（三次握手）、关闭都非常快。对于发送大量数据的情况，是否使用长连接影响都不大。

从上面的测试和分析结果来看，在本项目中使用方案3或5（TCP上传，单线程），是比较合适的。首先传输速度上表现不错，而且避免使用多线程，不需要线程同步，代码设计更简单，越简单越容易做得更可靠。

当然上面的测试是不充分的，对于其他情况没有进行测试分析。例如，使用FTP多线程发送、更小的文件(小于1k)、更大的文件(大几百M)、更多的数量等等，因时间有限不做测试了。不过通过上面的分析，考虑各个因素对速度的影响，也大概可以选择出比较优的方案。如有机会再测试分析。

欢迎各位评论，指出不足之处。