TCP演进与性能探讨

自1980年代中期以来，TCP（传输控制协议）的性能已经经历了显著的变化。早期的研究显示在以太网上的吞吐量大约为每秒100,000至200,000字节[[Stevens 1990]]。然而，随着技术的进步，现代硬件如工作站和个人电脑可以每秒处理高达800,000字节的传输速度甚至更快。因此，重新评估TCP在高性能网络环境下的表现变得尤为重要。
为了更好地理解当前环境下TCP的潜在吞吐量，我们可以参考Warren Ockham在其24章中关于TCP未来和性能的分析[[Wa r n o c k]]。他提供了一个计算在10Mb/s以太网上TCP理论上最大吞吐量的示例（图24-9），该示例详细列出了影响传输效率的关键字段及其作用：
1. **前导码**: 用于同步接收端与发送端的时钟频率，确保数据准确无误地传输。
2. **目的地址和源地址**: 标识数据的接收方和发送方MAC（媒体访问控制）地址。
3. **以太类型字段**: 指示上层协议的类型（如IP、TCP等）。
4. **IP首部与TCP首部**: IP负责网络层的数据包路由，而TCP则提供可靠的字节流传输服务。
5. **用户数据填充字符**: 用于确保数据包长度符合以太网帧的最小长度要求。
6. **CRC检验**: 循环冗余校验码用于检测传输过程中的错误。
7. **分组间隙（9.6ms）**: 指两个连续数据包之间的最小间隔时间，以防止网络拥塞。
8. **总计**: 计算出整个以太网帧的总字节数以及理论上的最大吞吐量。
通过这一示例，我们能够直观地看到TCP在高性能网络环境中的表现潜力。随着硬件能力的提升和网络技术的不断进步，未来TCP的性能还将继续优化，以适应日益增长的数据传输需求。