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SPDY协议介绍

2011年10月22日 没有评论

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SPDY的主页: http://www.chromium.org/spdy

我主要看的是SPDY Protocol Drafts 3,这个草稿现在还没完成,google的人将它放在github上面: http://mbelshe.github.com/SPDY-Specification/

按照我的理解,SPDY只是在性能上对http做了很大的优化(比如它的核心思想就是尽量减少连接个数),而对于http的语义并没有做太大的修改(删除了一些头),基本上还是兼容http.

SPDY相对于HTTP,主要是有下面4个增强:

1 Multiplexed requests

对于一条SPDY连接,并发的发起多少request没有任何限制,其实也就是可以拥有多条stream(接下来会介绍stream).

2 Prioritized requests

提供具有优先级的请求(同一个SPDY 连接)。这个主要是解决了HTTP中的pipeline请求是严格的FIFO的。比如有多个request,如果先到的一个request处理时间比较长,则后面的request会被阻塞住,而在SPDY中,就会优先处理高优先级的stream中的frame(后面会介绍这个)

3 Compressed headers

在SPDY中,头是可以被压缩的。

4 Server pushed streams

Server可以主动的push数据给client,而不需要客户端的request.

———————————————————————

然后来看SPDY中的一些基本的概念。

首先在SPDY中的第一个概念是session,这里的Session也就是代表一条tcp连接。

在SPDY中第二个概念就是frame,frame也就是SPDY中server和client之间交互的数据。 SPDY Framing Layer是在tcp之上的一层,而当client端和server端建立连接之后,他们之间的交互数据就是frame。 SPDY中分为2种类型的frame,分别是control frame 和data frame。(具体frame的结构,我这里就不介绍了,可以去看协议中的介绍).而每种frame都有对应的flag.

第三个是Stream的概念,一条tcp连接,可以有多条的Stream,每个stream都有一个stream id.在SPDY中有3种control frame来控制Stream的生命周期,分别是:

SYN_STREAM – Open a new stream
SYN_REPLY – Remote acknowledgement of a new, open stream
RST_STREAM – Close a stream

可以看到,和tcp建立连接很像。这里要注意Stream也是有优先级的。如果一端发送一个设置了FLAG_FIN标记的frame,则这个stream将会成为半关闭的.(也就是不会再发送数据,而只能够接收收据,这个和tcp的半关闭很类似).如果一个发送端发送了带有FLAG_FIN标记的flag,如果它再次发送数据,则将会收到一个RST_STREAM的frame.

要注意,只有synstreamframe(建立一个stream的控制frame)才拥有priority,也就是说在SPDY中优先级只到stream这个级别,只有某个stream中的request会被优先处理,而同一个stream中的frame则类似于http的行为。

从stream我们可以看到相比较于http,SPDY可以很打程度上减少建立的连接的数目,因为每个stream其实就类似于一个虚拟的连接。

假设现在需要做一个http->spdy的代理,当一个http request过来的时候,如果这个request没有body,则将会发送一个设置了FLAG_FIN标记的frame,而对应的http头都将会放入到这个frame中。可以看下go 中对于SYN frame的结构定义:

type SynStreamFrame struct {
	CFHeader             ControlFrameHeader
	StreamId             uint32
	AssociatedToStreamId uint32
	// Note, only 2 highest bits currently used
	// Rest of Priority is unused.
	Priority uint16
	Headers  http.Header
}

这里可以看到http的头就是紧挨着SPDY的frame,不过这里注意由于http是文本协议,所以最终SPDY还是会将Headers转成二进制的。

reponse类似,下面就是go中的synReplay frame,可以看到和syn类似:

// SynReplyFrame is the unpacked, in-memory representation of a SYN_REPLY frame.
type SynReplyFrame struct {
	CFHeader ControlFrameHeader
	StreamId uint32
	Headers  http.Header
}

最后来看下pushed stream,在SPDY中,server能够发送多个replay给一个request,就是说有时候server能够知道需要发送多个资源给client,此时就需要server push资源给client,而如果没有这个特性,则需要client不断的发多个request来请求多个资源。这样子就极大的RT延迟。

在SPDY中,如果server要push数据给client,则它必须选择一个已经存在的stream id,并且server端必须得设置一个比较高的优先级,以便于客户端能够迅速的发现pushed stream,然后响应它。server端能push的内容必须是客户端能够通过一个get请求所得到的资源(也就是push过来的syn frame必须包含一些头信息)。

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rfc 2988(Computing TCP’s Retransmission Timer)简介

2011年6月11日 没有评论

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rfc 2988是描述tcp如何计算定时器的一个rfc,是2000年发布的,而最近2988 已经被更新:
http://tools.ietf.org/html/draft-paxson-tcpm-rfc2988bis-02

并且google的jerry chu(2988bis的作者之一)最近在内核提交一个patch,主要是用来修改3次握手时的初始化rto的值(以及rfc 2988bis的一些改变),当前的内核默认是3,而patch修改这个值为1,主要的修改依据是rfc2988.
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TFO(tcp fast open)简介

2011年5月9日 没有评论

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这个是google的几个人提交的一个rfc,是对tcp的一个增强,简而言之就是在3次握手的时候也用来交换数据。这个东西google内部已经在使用了,不过内核的相关patch还没有开源出来,chrome也支持这个了(client的内核必须支持). 要注意,TFO默认是关闭的,因为它有一些特定的适用场景,下面我会介绍到。

相关的rfc:
http://www.ietf.org/id/draft-cheng-tcpm-fastopen-00.txt
相关的ppt:
http://www.ietf.org/proceedings/80/slides/tcpm-3.pdf

我来简单的介绍下这个东西.想了解详细的设计和实现还是要去看上面的rfc。

1 http的keepalive受限于idle时间,据google的统计(chrome浏览器),尽管chrome开启了http的keepalive(chrome是4分钟),可是依然有35%的请求是重新发起一条连接。而三次握手会造成一个RTT的延迟,因此TFO的目标就是去除这个延迟,在三次握手期间也能交换数据。

2 RFC793允许在syn数据包中带数据,可是它要求这些数据必须当3次握手之后才能给应用程序,这样子做主要是两个原因,syn带数据可能会引起2个问题。第一个是有可能会有前一个连接的重复或者老的数据的连接(syn+data的数据),这个其实就是三次握手的必要性所决定的。第二个就是最重要的,也就是安全方面的,为了防止攻击。

3 而在TFO中是这样解决上面两个问题的,第一个问题,TFO选择接受重复的syn,它的观点就是有些应用是能够容忍重复的syn+data的(幂等的操作),也就是交给应用程序自己去判断需不需要打开TFO。比如http的query操作(它是幂等的).可是比如post这种类型的,就不能使用TFO,因为它有可能会改变server的内容. 因此TFO默认是关闭的,内核会提供一个接口为当前的tcp连接打开TFO。为了解决第二个问题,TFO会有一个Fast Open Cookie(这个是TFO最核心的一个东西),其实也就是一个tag。

4 启用TFO的tcp连接也很简单,就是首先client会在一个请求中(非tfo的),请求一个Fast Open Cookie(放到tcp option中),然后在下次的三次握手中使用这个cookie(这个请求就会在3次握手的时候交换数据).

下面的张图就能很好的表示出启用了TFO的tcp连接:
6d8bf08d-6cb0-3ce2-8905-53ea1a49daa6

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路由的基本概念介绍

2011年3月27日 没有评论

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这里主要是针对linux下的路由一些基本概念.

1 路由是位于L3(ip层)。

2 路由表(routing table)也叫做Forwarding Information Base(FIB).

3 路由器之间通过路由协议(routing protocols)进行信息的交换.

4 一个路由表包含了一大堆的路由,一个路由就是存储了一些传输数据包到给定地址的必须信息。在linux里面一个路由主要包括了这三个参数,分别是目的网络地址,需要使用的设备以及下一跳网关(next hop gateway)。
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