Förslag om att aktivera TCP_NODELAY som standard

Marc Brooker, ingenjör på Amazon Web Services (AWS), har avfärdat missuppfattningar om hur man förbättrar effektiviteten i överföringen av små meddelanden med algoritmen Nagle, som används som standard i TCP/IP-stacken. Rekommendationerna går ut på att stänga av den standardmässiga Nagle-algoritmen, vilket i vissa applikationer kan göras genom att ställa in TCP_NODELAY-optionen för nätverks-sockets via anropet setsockopt, vilket redan görs i projekt som Node.js och curl.

Nagle-algoritmen gör det möjligt att aggregera små meddelanden för att minska trafiken — den stoppar sändningen av nya TCP-segment tills bekräftelse på mottagande av tidigare skickade data har erhållits. Till exempel, utan aggregering, skickas 40 byte TCP- och IP-headerinformation när 1 byte skickas. I dagens läge leder användningen av Nagle-algoritmen till märkbara fördröjningar, som är oacceptabla för interaktiva och distribuerade applikationer.

Tre huvudargument för att använda TCP_NODELAY som standard, vilket stänger av Nagle-algoritmen:

• Inkompatibilitet mellan Nagle-algoritmen och optimeringen 'delayed ACK', där ACK-svar inte skickas omedelbart utan efter mottagande av svarande data. Problemet är att i Nagle-algoritmen är mottagandet av ACK-paketet en signal för att skicka aggregerade data, och om ACK-paketet inte har kommit in, sker sändningen vid tidouts. Detta skapar en ond cirkel där ACK-paketet som signal inte fungerar, eftersom den andra parten inte får data på grund av ackumulering på avsändarens sida, och avsändaren skickar dem inte förrän timeouten inträffar eftersom ACK-paketet inte har mottagits.
• RFC för Nagle-algoritmen antogs 1984, och den är inte anpassad till parametrarna i dagens högpresterande nätverk och servrar i datacenter, vilket leder till problem med responsivitet. Fördröjningen mellan att skicka en förfrågan och erhålla ett svar (RTT) i moderna nätverk är 0,5 ms + några millisekunder vid datacenterutbyte inom samma region + upp till hundra millisekunder vid global överföring. Under dessa millisekunder kan en modern server utföra en enorm mängd arbete.
• Moderna distribuerade applikationer skickar inte längre enskilda databyte, utan aggregationen av små data genomförs vanligtvis på applikationsnivå. Även om storleken på de användbara data är några få byte, ökar den faktiska storleken på den skickade informationen avsevärt efter att serialisering, användning av API-omslag i JSON och sändning med TLS-kryptering har tillämpats. Besparingen av 40 byte blir mindre relevant.

Källa: opennet.ru