TCP单边加速原理说明书

小樱

【功能概述】

      解决问题：为了解决客户端访问发布的服务速度较慢时提供解决方案

      整体功能概述

1、单边加速特性作为7层负载的一个特性，即可以为一台服务器启用加速，也可以结合服务器负载给多台服务器启用加速，包括和SSL卸载模块一起工作。

2、单边加速部署的模式：路由、网桥、旁路。其中旁路模式，可以在客户已有的服务器上单独开辟一条加速通道。

3、需要单独的序列号进行授权：TCP单边加速由单独的序列号控制，所以程序内需要增加总开关，来打开或关闭TCP单边加速。因为TCP单边加速最重要的是拥塞算法。

4、通过优化TCP协议，解决一些TCP协议本身的缺陷，来实现加速的效果。核心部分就是对拥塞算法做优化。如慢启动，拥塞避免，快速重传，快速恢复等。以下会简要介绍下各算法的原理。

【实现原理】

一、内部框架



二、客户端到AD设备处理流程



三、服务器到AD设备处理流程



1、拥塞避免

能够快速的准确的预估出网络中可用带宽，并根据估计值确定拥塞避免窗口，从而最大限度的利用网络带宽。

2、快速重传

允许接收端通过使用 SACK TCP 选项指示最多四个接收数据的非邻接块。RFC 2883 定义用于确认重复的数据包的 SACK TCP 选项中的字段的额外使用。发送端可以通过此操作确定何时重传了不必要的段并调整其行为，以防今后不必要的重传。发送的重传越少，整体吞吐量越合理。

3、快速恢复

快速检测出丢包，并能快速准确重传该包，对时延较大，网络状况较差的情况能够有效的提升带宽利用率，通过更改快速恢复过程中发送端可以用来提高发送速率的方法，提供更大的吞吐量。

4、慢启动

我们知道新的“接收窗口自动调节”功能增强了通过高 BDP 链接接收数据的性能，但是发送端的性能如何呢？这也是AD解决TCP加速一个关键点，增强高 BDP 传输的发送端性能。
避免发送 TCP 对等方拥塞整个网络的现有算法被称为“慢启动”和“拥塞避免”。在连接最初发送数据和还原丢失段时，这些算法可以增大发送窗口，即发送端可以发送的段数量。
对于每个接收到的确认段或每个已经确认的段，“慢启动”算法会以一个完整的 TCP 段增大发送窗口。对于每个已经确认的完整窗口的数据，“拥塞避免”算法以一个完整的 TCP 段增大发送窗口。利用这些算法增大发送窗口的速度就不足以充分利用连接带宽。