Nagle算法原理与软件无线电应用优化

在之前的章节中，我们探讨了R l o g i n连接下的数据传输问题。通常情况下，客户每次仅发送一个字节到服务器，这导致了诸如20字节IP首部、20字节TCP首部和1个字节的数据等4 1字节长的分组的出现。尽管局域网一般不会出现拥塞现象，但在广域网中，这种小分组的频繁出现可能会增加网络拥塞的风险。一种有效的解决方案是采用Nagle算法，该方法源自RFC 896 [Nagle, 1984]。
Nagle算法的核心思想是在一个TCP连接上最多只能有一个未被确认的未完成的小数据包。在接收到第一个小数据包的确认之前，不能发送其他的小数据包。相反，TCP会收集这些少量的数据包，并在确认到达时以一个大数据包的形式发出。该算法的优点在于其自适应性：确认的到来越快，数据的发送速度也越快。在低速广域网中，为了减少微小分组的数量，将发送更少的分组（这里的“小”指的是小于报文段的大小）。
图1 9 - 3展示了在一个以太网环境下一个字节的数据传输、确认和回显的平均往返时间约为16 ms。这表明在局域网环境下的主机之间很少使用这个算法进行数据交换。然而，当往返时间（RTT）增加时，如通过一个广域网，情况就会发生变化。以s l i p和v a n g o g h . c s . b e r k e l e y . e d u之间的R l o g i n连接为例，使用两个S L I P链路和I n t e r n e t来获取更长的往返时间。
图1 9 - 4展示了当客户端快速键入字符（如一个打字速度快的用户）时一些数据流的时间系列（去除了服务类型信息，但保留了窗口通告）。与图1 9 - 3相比，我们首先注意到从s l i p到v a n g o g h不存在经受时延的A C K确认。这是因为在时延定时器溢出之前总是有数据等待发送。其次，观察到从左至右待发数据的序列，可以进一步分析网络性能和优化策略。
总结来说，Nagle算法通过减少微小分组的数量来提高TCP连接的效率，尤其是在广域网环境中表现出色。在实际应用中，需要根据具体的往返时间和网络条件进行调整以获得最佳性能。