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分析降低优化网络延迟的原因 网络延迟是什么原因

这本来是问答里给吴空的问题 。
数据传输速度与数据的传输协议有什么关系？ 写答案 。但是我写着写着就谈到延迟的问题，所以打算搬到头条号重新整理分发 。
我们常说“网速太慢” 。慢的原因除了运营商的网络带宽之外，还受到另一个叫做“延迟”的概念的影响 。对于非计算机行业的普通用户来说，并不讲究“延迟” 。简而言之，他们就是觉得网络慢，影响体验 。其实有时候，真的不是带宽不够，而是这锅延迟让带宽回来了 。
作为技术人员，我们需要找出网络延迟的原因 。
第一，网络协议不同，应用场景不同，实时性要求不同，都会影响网络延迟 。
但是我们在开发的时候，是不是都有HTTP比TCP慢的印象？为什么感觉很慢？这个“慢”不是HTTP协议拖慢了网络传输，而是还有其他原因导致延迟:
要传输相同的有效载荷，HTTP需要比TCP传输更多的内容 。因为HTTP是设计在TCP之上的文本协议，所以增加了很多应用相关的头字段，变得臃肿 。给定带宽，这将需要更多的时间，甚至在毫秒/微秒级 。这是第一个原因 。
HTTP协议基于请求-响应模式，客户端请求，服务器响应 。早期的HTTP协议(1.0)在设计的时候是短链接的，也就是响应之后就断开了 。下次请求时，您必须重新建立连接，发起请求并等待响应 。打开一个网页，里面有很多脚本、css、图片等 。如果每次建立连接都做一件事，就需要不断的请求/连接/响应/关闭 。这个过程非常耗时，而且比第一个因素影响大得多 。所以HTTP/1.1在设计中加入了Keep-Alive选项，支持客户端与服务器建立长连接，大大提高了效率 。
我们习惯于把端到端的视觉效果认定为网络传输速率，这种思维也会影响对网络传输速率的直观体验 。例如，如果您单击浏览器中的超链接并跳转到某个网页，该网页将显示在浏览器中 。这个过程经历了很多复杂的处理，其中花在网络传输上的时间其实很少，服务器的响应和客户端的解析渲染占用了大部分时间 。但是我们习惯说网络好慢 。
【分析降低优化网络延迟的原因 网络延迟是什么原因】第二，服务器端软硬件的并发处理能力(吞吐量)会影响网络延迟 。
即使是同样的传输协议(比如TCP)，也会有一种忽快忽慢的感觉 。网络传输的速度远高于软件处理数据的速度 。网络传输再快，服务器也处理不了，只能等，卡 。半天没反应，用户会觉得这个网络真慢，是带宽不够吗？因此，很难设计一个面向海量用户、高并发或实时场景的服务器端软件架构 。
再次，在操作系统层面，TCP/IP协议栈在不同系统的实现存在效率差异，这可能是微妙的 。比如运行在内核态的协议栈的效率就比运行在用户态的略高 。这一点我们就不展开了，不然会很长 。
第四，网络交换和路由存在延迟 。
在交换和路由级别，数据包经过的路由节点越多，它需要检查路由表的次数就越多 。经过长时间的网络路由，当我们到达交换节点时，我们必须检查MAC地址和端口映射表 。如果这个交换机是新装的，这个映射表还没有完全建立，还得在整个网段上广播 。抬头看表，这些动作自然会花费更多的时间 。路由器和交换机虽然效率高，但是核心网上传输的数据包太多，难免会有性能瓶颈，也会导致延迟 。
第五，纯粹的物理影响不可忽视 。
比如局域网使用什么样的双绞线电缆？5类，超5类，6类？不同的电缆类型和质量会影响传输速率 。RJ45连接器是否规范，线缆敷设是否规范(如双绞线距离过长、弯曲)，光纤熔接是否规范，都会影响传输速率网络的稳定性 。在某些网络环境中，添加协议转换硬件(如MODBUS到RJ45)会花费额外的时间和延迟 。


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