關于 400Gbps+ 場景的概括，參見：400Gbps 網絡面臨的挑戰(zhàn)

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首先定義規(guī)則：

• 畫坐標系，橫軸為到達時間，縱軸為服務(處理)時間。
• 每到達一個任務在橫軸對應時間畫一條垂直線。
• 每處理一個任務在縱軸對應時間畫一條水平線。
• 任務到達時間是隨機的(或差不多隨機的)。
• 任務處理時間是固定的(幾乎是均勻的)。

然后看圖：

若說到達率和服務率相等，在足夠久的相同一段時間，垂直線和水平線的數量是相等的，但表示到達的垂直線是實在累加的，而表示處理的水平線中有很多空閑的浪費，所謂逝去時間不可追回。
刪掉空閑水平線后，垂直線數量將大于水平線數量，二者的差值就是平均隊列長度。因此有：

• 到達率大于服務率，相同時間內垂直線多于水平線，算上刪除的空閑水平線，隊列長度趨向無窮。
• 到達率等于服務率，相同時間內垂直線等于水平線，算上刪除的空閑水平線，隊列長度趨向無窮。
• 到達率微小于服務率，相同時間內垂直線少于水平線，算上刪除的空閑水平線，隊列長度趨向無窮或有限但很大。
• 到達率遠小于服務率，相同時間內垂直線少于水平線，算上刪除的空閑水平線，隊列長度趨向 0 的速度視二者比值決定。

這大致直觀詮釋了排隊論的那些個公式。有下圖做統(tǒng)一展示：

看這個鏈接：Towards 800G and 1600G Ethernet，網卡的發(fā)展似乎比 DDRx 快，幾乎有追趕 CPU 內存帶寬的趨勢，當網卡速率與 CPU 讀寫內存的速率趨同甚至超越時，按照上圖展示的排隊率原理，a >= b，沒得玩了。

回到 CPU 處理 TCP 的問題。

TCP 必須保序，故在單 CPU 串行處理比 “多 CPU 并行 + 同步” 的總效能更高。但 CPU 處理 TCP 邏輯時間約定值，以 Linux Kernel TCP 為例，即 tcp_v4_rcv 函數的指令時間(包括內存拷貝時間)約定值，該時間很難壓縮到 500ns 以內。

假設 TCP 報文的到達與 CPU 的處理已完全校準，統(tǒng)一達到 100Gbps 的速率。

TCP 報文的到達雖非完全隨機分布，但一定不是均勻的，只要兩次到達時間稍微錯過 1 個處理周期，依照上圖解釋，排隊即將無窮增加，為清空隊列，TCP 只能降速。

為實現初始假設，CPU 處理 100Gbps 到達率，需在 100ns 內完成 tcp_v4_rcv 調用(除 CPU 執(zhí)行冗長的指令，還要加入內存操作，batch 只降低 overhead，但內存時間也相應越久，ZeroCopy 也不例外，稍好，但不完全)，CPU 很難完成該任務，初始假設都難，匡論后續(xù)隨機過程。

難道不能提升 CPU 和內存的能力？當然可以，但 CPU 主頻已經接近極限，內存帶寬已經上百 GB，還能提升多少呢？正如大家說，不如上專門硬件，FPGA，SmartNIC，… 可為什么非要猛件迎合 TCP 呢？難道不是 TCP 自己的問題嗎？

假設 TCP 可以亂序接收，就可以并行多路徑傳輸并行處理 TCP 報文了，1 個 CPU 處理 25Gbps 綽綽有余，20 個 CPU 不就可以處理 500Gbps 了嗎？問題不在硬件，問題在 TCP。

再給個形象的類比，工地上工人往樓上接力扔磚。

Linux Kernel TCP 就是如此這般扔磚接力，換個實現方式就好很多：
?
那么，以上就是亂序傳輸的好處，可以并行處理。然而 TCP 并不具備這能力。

這還不算擁塞控制的副作用，比如丟包，亂序帶來的損耗，全在 TCP 保序約束。

放棄 TCP，人們一時半會兒不能接受，且不說新協議部署升級問題，人們從心理上也不能接受，但凡說了這話，大部分人都覺得此人在瞎咧咧，那就不再說，但 TCP 也不是什么都不能做：

• 調大 MTU，降低 packet overhead。
• 開啟 TSO/LRO，卸載校驗和計算，降低 packet overhead。
• 合入 tcp: defer skb freeing after socket lock is released，減少串行工作量。
• 合入 tcp: BIG TCP implementation，提高 batch 能力，降低 packet overhead。
• 開啟 Busy Polling，主動接磚(如上圖)替換 put user。

單流 TCP 挑戰(zhàn) 100Gbps+ 是難成功的，但 100Gbps+ 的網絡根本就不是讓單流跑滿的，那么似乎多線程多流 TCP 跑滿 100Gbps+ 也算。但是還有更有趣的，那就是不用 TCP，It’s Time to Replace TCP in the Datacenter 這篇不錯，讀后感也寫過：It’s Time to Replace TCP in the Datacenter 讀后 本文接著寫點感想。

浙江溫州皮鞋濕，下雨進水不會胖。

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