【网络编程实践】2.3.4.2 建议关闭 Nagle 算法

article/2025/7/23 4:37:25

Nagle算法主要是避免发送小的数据包，要求TCP连接上最多只能有一个未被确认的小分组，在该分组的确认到达之前不能发送其他的小分组。

Nagle算法的目的：避免发送大量的小包，网络上每次只能一个小包存在，在小包被确认之前，只能积累发送大包，如果包长度达到MSS，则允许发送；如果该包含有FIN，则允许发送；但发生了超时（一般为200ms），则立即发送，启动TCP_NODELAY，就意味着禁用了Nagle算法

Nagle算法会严重影响请求响应式协议的延迟。
如果我们的程序设计的不够合理，Nagle算法可能会增加程序的延迟。

如果你的程序是 write-write-read 模式，在使用了Nagle算法后，第二个 write 就会被推后一个RRT发送而造成一个很长的ack等待，从而产生一个延迟。为了避免这种情况，一般建议在应用层做缓冲，将两个write合在一起，成为 write-read。

但是还有一种情况是，在一个连接上并发的有多个请求时，我们很难将数据整合在一起，它们来自程序中不同的位置。而这种情况Nagle算法会大大增加程序的延迟。

因此，如果你没有十足的把握驾驭Nagle算法的话，我们建议使用 TCP_NODELY 关闭Nagle算法。

示例：观察 Nagle算法的延迟

服务器端代码：recipes/tpc/nodelay_server.cc
客户端代码：recipes/tpc/nodelay.cc

而代码的逻辑也很简单。客户端是一个 write-write-read 程序，通过制定参数对比采取不同TCP选项下程序的延迟情况。

// nodelay_server.cc 服务端代码部分
// 处理逻辑：收header ——》收数据 ——》回响应
//...
int main(int argc, char* argv[])
{//...bool nodelay = argc > 1 && strcmp(argv[1], "-D") == 0;while (true){TcpStreamPtr tcpStream = acceptor.accept();printf("accepted no. %d client\n", ++count);if (nodelay)tcpStream->setTcpNoDelay(true);while (true){int len = 0;	// 收headerint nr = tcpStream->receiveAll(&len, sizeof len);if (nr <= 0)break;printf("%f received header %d bytes, len = %d\n", now(), nr, len);assert(nr == sizeof len);std::vector<char> payload(len);	// 收数据nr = tcpStream->receiveAll(payload.data(), len);printf("%f received payload %d bytes\n", now(), nr);assert(nr == len);		// 回响应int nw = tcpStream->sendAll(&len, sizeof len);assert(nw == sizeof len);}printf("no. %d client ended.\n", count);}
}

  double start = now();for (int n = 0; n < num; ++n){printf("Request no. %d, sending %d bytes\n", n, len);if (buffering)	// 如果设置缓冲，我们将header与数据合在一起发送{std::vector<char> message(len + sizeof len, 'S');memcpy(message.data(), &len, sizeof len);int nw = stream->sendAll(message.data(), message.size());printf("%.6f sent %d bytes\n", now(), nw);}else	// 如果没有设置缓冲，分两次发送header和数据{stream->sendAll(&len, sizeof len);printf("%.6f sent header\n", now());usleep(1000); // prevent kernel merging TCP segmentsstd::string payload(len, 'S');int nw = stream->sendAll(payload.data(), payload.size());printf("%.6f sent %d bytes\n", now(), nw);}}

编译服务端代码：g++ -o nodelay_server nodelay_server.cc Acceptor.cc InetAddress.cc TcpStream.cc Socket.cc -lpthread -std=c++11
编译客户端代码：g++ -o nodelay nodelay.cc Acceptor.cc InetAddress.cc TcpStream.cc Socket.cc -lpthread -std=c++11

测试：使用ping命令，可以看到正常的RTT约31ms延迟。然后执行程序，大概有61ms的延迟，是RTT的两倍。
在这里插入图片描述