TCP 优化增强功能，带来更佳的移动体验

根据思科 2017 年视觉网络指数显示，2016 年移动视频流量占总移动数据流量的 60%。 总而言之，预计 2016 年至 2021 年间移动视频流量将增长 9 倍，到 2021 年将占到总移动数据流量的 78%。

考虑到预期的增长，很明显为客户提供出色的视频体验对于移动运营商保持竞争力和盈利能力至关重要。 但这并不容易。

TCP 的问题

WiFi、3G、4G和5G的移动网络部署旨在为用户提供更高质量的移动宽带体验，同时为运营商提供创造和定制收入流的机会。 然而，为了保持竞争优势，随着移动数据流量的增加，移动运营商需要改进其传输控制协议 (TCP) 优化实践，以提供更快的网络服务。

虽然大多数应用使用 TCP 与所需的服务进行通信，但它最初的设计目的是在客户端和服务器之间建立连接和传递数据，而不是支持语音和视频等服务。 此外，TCP 针对准确传递而非及时传递进行了优化，在等待无序消息或重新传输丢失消息时可能会导致长达数秒的延迟。 因此，TCP 并不适用于语音和视频等实时应用。 网络拥塞造成的偶尔的数据包丢失会大大降低传输速率。 这意味着加载速度降低、语音质量下降以及用户的视频流体验不佳。

TCP 优化实际上做了什么

TCP 优化解决方案需要足够灵活，以处理 WiFi、3G、4G、未来 5G 的不同网络条件以及这些网络类型之间的切换场景。 TCP 优化技术需要处理拥塞、降低延迟、集成策略感知和用户控制，并支持高可扩展性，以接近思科 2021 年的预测。

为了支持不断变化的网络条件并克服固有的协议限制，F5 的BIG-IP平台使用了以下自适应 TCP 优化特定功能：

• 速率步调： 这可以控制网络上数据包的流动，以避免下游缓冲区过载。 如果没有速率调节，数据包将被立即连续地发送。 通过了解不同流的发送和接收速度，TCP 堆栈可以控制发送新数据包的速度，从而改善跨流的分布。 控制流速可使缓冲区进行调整而不会过满，从而防止不一致的流量行为和由于网络拥塞而导致的数据包丢失。 BIG-IP 产品不断监控网络缓冲区 - 通过在流量大时主动调整传输速度，以适当的速率发送数据包，防止缓冲区膨胀，从而避免拥塞。 一旦流量再次缓解，BIG-IP 产品即可实现更快的速度，从而最大限度地利用可用带宽。
   
• 可编程 TCP 调整： 运营商可以根据网络条件改变 TCP 参数，例如用户跨多种无线接入类型漫游。 例如，当 UE 从 3G 漫游到 4G 时，BIG-IP 产品会检测 RAT 类型的变化，并在响应之前自动调高或调低窗口大小。
   
• 动态自动调节： BIG-IP 产品可以随着网络条件的变化动态修改 TCP 参数。 运营商建立阈值，当触发该阈值时，BIG-IP 产品会自动更新适用的缓冲区大小（例如，当用户从 3G 漫游到 4G 时）。
   
• 积极的 TCP 丢失恢复： 在低往返时间 (RTT) 网络中，使用重传超时 (RTO) 恢复数据包丢失会显著降低网络性能。 BIG-IP 产品实施了一种新的、更积极的 TCP 丢失恢复算法，该算法可以在丢失恢复期间多次重新传输丢失的 PDU。 这种方法可以避免较长的 RTO 并相应地提高性能。
   
• 多路径 TCP (MPTCP) 全网格和拥塞控制： 这使得设备能够在 TCP 会话期间使用多条路径，从而允许多个客户端流连接到单个服务器端流。 对于移动设备尤其重要，这意味着连接可以通过 WiFi 和宏 3G/4G 网络无缝传递。 当一条路径出现故障时，MPTCP 允许会话通过另一条替代路径继续工作，从而减少通信中断。 MPTCP 还通过更高的吞吐量和增强的网络弹性来提高网络资源的利用率。
   

概括

如果处理得当，TCP 优化可以提供可靠、一致的服务和应用交付，同时显著提高整个网络的性能，从而提供更好的用户体验。 用户可以更快地浏览和访问内容，同时享受不打折扣的服务质量。

所有这些都使得 TCP 优化成为移动运营商通过减少应用和用户的加载时间来保持强大竞争优势的有效（且必要）手段。 通过上述优势，BIG-IP 平台让运营商能够实时适应移动网络的变化情况（延迟、数据包丢失、拥塞等），充分利用可用带宽并加速应用流量。

进一步阅读

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