【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

作者:lmh,iOS开发-搜狗输入法。

审核:小T,广深剪映专业版团队技术负责人,iOS 老司机,最近也玩 Mac 开发,对于跨平台开发方案有一些经验

内容基于 Session 10239 完成。 网络延迟是影响 App 用户体验的一个重要因素。如果用户使用一个 App 的网络请求经常延迟比较高,对用户来说意味着糟糕的使用体验;命令行窗口怎么打开对开发者来说,则可能意味着负反馈,甚至是用户流失。 本文主要介绍了影响网络延迟的原因及如何降低网络延迟。文中涉及了很多传输层协议相关的知识,也会对相关概念进行解释。

影响网苹果13络延迟的原因

我们测试网络环境macos系统下载最常见的手段是httpwatch ping。但是 ping 只是测试命令行窗口的不在使用网络时的网络环境,然而真正影响 app 的是我httpwatch们正在使用 app 时的网络环境。

iOS15 系统在 Settings->Developer->NETWORKING 下苹果7新增了 Responsiveness 功能,此功能用于HTTP测试当前的网络环境。如下:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

macOS 系统也提供了网络环境测试的命令行工具,目录在 /usr/bin/napple id密码重置etworkQuality ,但是只在新的 macOS Mon苹果因不送充电器被判赔7000元terey 及以上系统才支持。

RPM苹果范冰冰

上面的图可以看到最终的测试结果显示 Low (28 RPM苹果7)。 RPM 是指 Round Trip per minute 。这个度量单位是苹果在 WWDC21 中首次提出来的。 提出这个度量单位,是因为我们平时所说的以 ms 为单位的网络延迟,是个相对抽象的概念。与 pingapp id注册到的网络延迟不同,RPM越高则表示网络延迟越小。

我们在苹果官网http://192.168.1.1登录 ping 测试自己的网络延迟时,可能会得到一个非常低的延迟,但是当 iPhone 或 mac 在工作环境测试RPM苹果12,结果可能会相当糟糕。apple tvping测试网络环境,可能RTT(round trip time)只有 20ms,命令行窗口怎么打开但是当在使用环境下测试时,RTT 甚至能达到 600ms, 实际使用时的情况差了 30 倍。 所以 RPM 是一个可以反映用户使用体验的度量单位apple tv

什么是 Round Trip Time

Round Trmacos montereyip Time(RTT)Round Trip Delay(RTD) 是指来回通信延迟,即在通信、电脑网络领域中,意指:在双方通信中,发讯方的信号传播到收讯方的时间,加上收讯方回传消息到发讯方的时间。我们使用 ping 命令获取网络延迟得到的 ms 为单位的值,就是 RTT

Bufferb苹果12loat

Session 里以视频会议为例,我命令行删除文件们在使用在线视频或音频时,其实 Mb/s 的速度已经足够满足我们的实时通话需求,尽管近年来我们的网络带宽从 Mb/s 提高到了 Gb/s 级别,但是我们仍macOS然会遇到视频音频卡顿、延迟情况。这是因为高吞吐苹果因不送充电器被判赔7000元量并不代表低延迟,现在我们通常说的网速其实是指「容量」而非「速度」。那为什么仍然会有这种问命令行窗口怎么打开题?我们先来了解一个概念:Bufferbloat

表面上客户端和服务端收发数据包时是这样的:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

但是实际情况可苹果官网能是下图这样:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

通信设备往往设置了缓冲区,在先进先出队苹果因不送充电器被判赔7000元列系统中,过大的缓冲区会导致更长的队列苹果手机怎么录屏http协议更高的延迟,并且不会提高网络吞吐量。当网络拥塞时,就会发生缓冲膨胀现象,即 BufferbloatBufferbloat是影响网络延迟的一个重要因素,但是并不是唯一因素。影响网络延迟的因素如下macOS

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

  1. 软硬件处理时间:随着 CPU 性能的提升,会降http代理低请求处理时间。
  2. 数据传输时间:带宽的提升可以降低数据传输时间。
  3. 缓冲延迟:如前面提到的 bufferbloat ,已经有前人提出了 CoDel 等算法来解决这一问题。
  4. 光速限制延迟:这个时间受传播媒macos系统介限制,早在20世纪90年代,斯apple id密码重置坦福到麻省理工的 ping time 就已经在 100ms 以下了,这个时间和光速在两地传播的时间相比就已经很接近了,所以以后也不会有太多改善空间。

综上,上述因素http代理我们似乎没有什么手段从客户端进行干预。所以接下来我们从降低 RTT 次数苹果8入手。

一次网络请求的时间 = Round trip time Number of rapple storeound trips

对于一个 app 开发者来说,我们并没有太多手段来降低 RTT 时间,但是我们可以降低请求过程中 RTT 的次数。

降低 RTT 次数

采用一些新技术,Apple可以降低 RTT 次数。当然,首先要注意的是,命令行要想使用这些技术 ,需要服务器支持这些协议的。

下面介绍下几种新技术是apple watch如何降低 RTT,并介绍在 iOS 层面如何使用。

HTTP/3 over QUIC

QUIC 是新一代的传输协议,基于 UDP 协议,降低 RTT 主要是通过减少握手次数。

我们知道 TCP 建立连接需要 3 次握手,这需要 1.5-RTT,如果再加上 TLS 的握手时间,总共需要 3-RTTQUIC 把传输和加苹果手机密握手合并成一个apple pay,以最小化延迟(1-RTT)建立连接。如果复用连接的话,后续可以达到 0-RTT

下图展示了 TCP + T命令行快捷键LSQUIC 建立连接的区别:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

QUIC 建立连命令行快捷键接的过程如下: 1.当客户端首次发起 QUIC 连接时,客户端向服务器发送一个 client hello 消息,服务器回复一个 server reject 消息。该消息中有包括 server config ,类似于 TLS1.3 中的 key_Appleshare 交换。这需要产生 1-RTT. 事实上,QUIC苹果范冰冰 加密协议的作者也明确指出当前的 QUIChttp://www.baidu.com 加密协议是「注定要死掉的」(destined to die), 未来将会被 TLS1.3 代替。只是在 QUIC 提出来的时候,TLS1.3 还没命令行选项语法错误怎么办出生,这只是一个临时apple官网的加密方app store案。 2.当客户端获取到 server config 以后,就可以直接计算出密钥,发送应用数据了,可以认为是 0-RTT

因此,QUIC 握手除去首次连接需要产生 1-RTT,理论上,后续握手都是 0-RTT的。 假设 1-RTT = 100ms, QUICapple tv立安全连接连接的握手开销为 0ms, 功能上等价于 TCP+TLS , 但是握手开销比建立普通的 TmacosmojaveCP 连接延迟都低。

iOS 15 会默认支持 QUIC,如果你的 app 当前网络请求使用的是 URLSehttp 500ssiapple payon,那么不需要做额外处理,只需要确认服务端支持 QUIC 即可。如果使用的是 NerWorking Framework,则需要使用下面的 API 来创建请求。

let connection = NWConnection(host: "example.com", port: 443, using: .quic(alpn: ["myproto"]));

更多相关使用介绍请参考 WWDC21-Session–Accelerate networking wi命令行参数th HTTP/3 and QUIC命令行怎么打开

TCP fast open

如果想在 TCP 场景下下降低 RTT 次数,可以使用 TCP fast open

TCP fast open 简称 TFOTFO 允许在 TCP 握手期间发送和接收初始 SYN 分组中的数据。如果客户端和服务器都支持 TFO 功能,则可以减少建立到同一服务器httpwatch的多个 TCP 连接的延迟。这是通过在初始 TCP 握手之后在客户端上存储 TFO cookie 来实现的。如果客户端稍后重新连接,则此 TFO cookie 将发送到服务器,从而允许连续的 TCP 握手跳过一个往返延迟,从而减少延迟。

TFO 握手过程和普苹果范冰冰TCP 握手过程区别如下:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

在 iOS12 中,就已经提供了 TFO 相关的 API,使用方式如下:

/*allow fast open on the connection parameters*/
parameters.allowFastOpen = true
let connection = NWConnection(to: endpoint, using: parameters)
/*call send with idempotent initial data before starting the connection*/
connection.send(content: initialData, completion: .idempotent)
connection.start(queue: myQueue)

httpwatch果网络请求使用的是 TLS over TCP,那么可以使用下面的方式打开 TCP fast open

let tcpOptions = NWProtocolTCP.Options()
/* Enable fast open on TCP options*/
tcpOptions.enableFastOpen = true

再者,如果你的 app 网络请求是基于 sockets 的,可以使用下面的 API 在握手期间发送数据。

connectx(fd, ..., CONNECT_DATA_IDEMPOTENT | CONNECT_REUSE_ON_READ_WRITE, ...) // delay SYN
write(fd, ...)

需要额外注意的是,如果想要使用 TCP fast open,那么所发出的请求必须是「幂等」的。

所谓幂苹果7等是指同样的请求被执行苹果因不送充电器被判赔7000元一次与连续执行多次的效果是一样的,服务器的状态也是一样apple id的。换句话说就是,苹果13幂等方法不应该具有副作用(统计用途除外)。

例如,用 GET 方法请求 developer.apple.com/ 时,第一次请求时,如果还没有返回数据时,重新发送请求apple官网,两次可能会请求到不同的服务器,但是这两次请求的结果不会有任何差异。

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

而在购买 iapple id密码重置Phone 时,如果发生的http://www.baidu.com上面相同的情况,不同的是,两次请求产生的结果是不一样的,比如会产生两次不同的交易数据等等。

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

TLS1.3

传输层安全性协议(Transpomacos是什么意思rt Layer Security)及其前身安全套接层(英语:Secure Sockets Lahttpclientyer,缩写:SSL)是一种安全macos10136怎么升级协议。目的是为互联网通信提供安全及数Apple据完整性保障。 TLS1.2 完成 TLS 密钥协商需要 2个 RTT 时间,TLS1.3 只需要1个 RTT时间。如果考虑重用的话,TLS1.2 session 重用需要1个 RTT 时间,TLS1.3 则因为在第一个包中携带数据,只需要0个 RTT

TLS1.2 的握手过程命令行选项语法错误怎么办TLS1.3 的过程区别如下:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

TLS1.2 握手流程:

	Client                                       Server
ClientHello                  -------->
                                              ServerHello
                                             Certificate*
                                       ServerKeyExchange*
                                      CertificateRequest*
                           <--------      ServerHelloDone
Certificate*
ClientKeyExchange
CertificateVerify*
[ChangeCipherSpec]
Finished                     -------->
                                       [ChangeCipherSpec]
                           <--------             Finished
Application Data             <------->     Application Data

TLS 1.3 握手流程:

       Client                                               Server
Key  ^ ClientHello
Exch | + key_share*
     | + signature_algorithms*
     | + psk_key_exchange_modes*
     v + pre_shared_key*         -------->
                                                       ServerHello  ^ Key
                                                      + key_share*  | Exch
                                                 + pre_shared_key*  v
                                             {EncryptedExtensions}  ^  Server
                                             {CertificateRequest*}  v  Params
                                                    {Certificate*}  ^
                                              {CertificateVerify*}  | Auth
                                                        {Finished}  v
                                 <--------     [Application Data*]
     ^ {Certificate*}
Auth | {CertificateVerify*}
     v {Finished}                -------->
       [Application Data]        <------->      [Application Data]
              +  Indicates noteworthy extensions sent in the
                 previously noted message.
              *  Indicates optional or situation-dependent
                 messages/extensions that are not always sent.
              {} Indicates messages protected using keys
                 derived from a [sender]_handshake_traffic_secret.
              [] Indicates messages protected using keys
                 derived from [sender]_application_traffic_secret_N

可以看到在 TLS1.2 中,在第一个 RTT 需要协商算法版本等信息,苹果范冰冰 在第二个 RTT 才能完成对称密钥的协商。TLS 1.3 的区别在于,它在第一次 RTT 就进行了秘钥协商,TLS1.2 需要在双方明文交换了 key exchange 信息之后才会走加密通道,而 TLS1.3sever 端发送完 SehttpwatchrverHello 信息之后就会走加密通道。基于此,TLS 1.3 能比 TLS 1.2 节省一个 RTT 时间。

综上,使用上述技术,带来的收益如下:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

发出请求到收到数据产生的 RTT 次数如下:

TLS1.2 ovmacosmojaveer TCP : 4次

TLS1.3 over TCP : 4次

TLS1.2 over TCP Fast Open : 1-2 次

HTTP3/QUIC : 1-2次

其中 TLS 1.3 over TCP Fast OpenHTTP3/QUIC苹果果最明显,相比 TLS 1.2 over TCP 可以节省一半以上的 RTT 次数。

应用现状

macos monterey于低版本的 TLS 有诸如 POODLE 和 BEAST 等严重漏洞, 所以 TLS1.0/1.1 逐渐被各大浏览器停用,目前应命令行窗口用最广泛的是 TLS1.2

苹果与 TLS1.2

根据官网介绍介绍,iOS 11 或更高版本、iPadOS 13.1 或更高版本和 macOS 10.13 或更高版本在 802.1X 认证中增加了 TLS 1.2 支持。

苹果与 TLmacos系统S1.3

去年的 WWDC20 10111 – 探索现代的移动网络 提到,在 iOS 12 和 macOS Mojave 中,提供了 TLS1.apple id3 的预览,可以在其http协议中启用 TLS 1.3 标准的苹果x初始版本,并针对apple store服务器部署对其进行测试,并且自 iOS 13.4 起 URLSession 和 Nmacosmojaveetwork.framework 默认启用 TLS 1.3。

苹果与 TCP Fast Open

从 API-enablefastopen 可以看出, TFO 在 iOS 12.0+ 和 macOS macOS 10.14+ 开始支持。 和 TLS 不一样,TFO 默认是关闭的,是因为 TFO 目前还存在一些问题,比如:

1.根据 shadowsocks-libev 的反馈,TFO 在中国移动数据网络下不能正常工作,而且长城防火墙会识别和苹果8丢弃 TFO 的包。

2.已经在 TCP 存在的http://192.168.1.1登录 SYN-flood Attack 在开启 TFOHTTP况下,会更糟糕,如下:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

和传统 TCP 相比,开启 TFO 时,SYN-flood Attack 会让 Server 资源被攻命令行击耗尽。所http://192.168.1.1登录以需要谨慎使用 TFO

苹果与 HTTP3/QUIC

如上面介绍,苹果在此次的发布会才介绍苹果7HTTP3/QU命令行选项语法错误怎么办IC 引入在 iOS 15.0+ 系统。 NSURLSessionNetwork Framewokr 在新系统将默认支持 Hmacos是什么意思TTP3命令行参数/QUIC

减少单次 Round Trip Time

上面讨论的都是如何降低 RTAppleT 次数,Apple 针对单次的 RmacOSTT 时间也做了优化。

我们知道影响 RTT 的一个因素是先进先出苹果手机怎么录屏的串行队列中等待发送的数据包过多,导致延迟。所以此次 Apple 的优化思http://www.baidu.com路是,对网络请求进行分类,把优先级不高的请求标记位 background,并优化算法。

优化前的网络请求可能是这样的:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

ApplmacOSe 通过优化拥塞控制算法,在 iOS15 上针对上传和下载请求,做了较大的优化。新的算法不仅能降低延迟,还能保证其他被标记为 backgroun苹果手机怎么录屏dhttp://www.baidu.com求的发送时效。 优化后的网络请求如下:

【老司机精选】为你的 App 减少网络延迟

可以看到,上面的网络请求队列中,由于通过算法,将标记为低优先级的请求延后处理,使得队列中网络请求数量变少,较少了延迟时间。

可以苹果8使用下面的 API 来将请求降低优先级:

/* for URLSession */
var request = URLSession(url: myurl)
request.networkServiceType = .background
/* for network framework*/
let parameters = NWParameters.tls
parameters.serviceClass = .background

此外,如果要发出的请苹果x求时长时间的或者大数据量的,推荐使用如下方式http 404

lazy var urlSession: URLSession = {
    let configuration = URLSessionConfiguration.backgroud(withIdentifier: "MySession")
    configuration.isDiscretionary = true
    return URLSession(configuration: configuration, delegate: self, delegateQuene: nil)
}()

通过上述方式,即使 app 被挂起,也可以让苹果因不送充电器被判赔7000元请求一直在后台运行。如果请求数据时效性不高,可以将 isDiscretionary 置为 true,这样系统可以等到较理想状态再处理该请求。比如,系统会将延迟大文件传输的请求,直到手机变为充电状态或由移动网络切换为 WIFI 状态。

总结

以上,这篇 Session 带来的新知识并不多,而且从目前 HTTP3/QUICapple pay技术http 500普及的情况来看,大部分可以实际应用的也不多。网络优化从来都不是客户端自己的事情,如果再涉及到服务端更换协议,可能就会是一个比较漫长的过程。文中介绍的传输层协议,主要是针对降低 RT苹果范冰冰T 次数来介绍,去年的 WWDC20 1011macoscatalina1 – 探索现代的移Apple动网络中已经对这些技术做了详细的介绍,感兴趣可查阅。

关注我们

我们是「老司机技术周报」,一个持续追求精品 iOS 内容的技术公众号。欢迎关注。

关注有礼,关注【老司机技术周报】,回复「2021」,领取 2macos系统下载017/2018/2019/2020 内参

支持作者

在这里给大家推荐一下 苹果范冰冰WWDC21 内参》 这个专栏,一共有macos monterey 102 篇关于 W命令行参数WDC21 的内容,苹果12本文的内容也来源于此。如果对其余内容感兴趣,欢迎戳链接阅读更多 ~

WWDC 内参 系列是由老司机牵头组织的精品原创内容系列。 已经做了几年了,口碑一直不错。 主要http 500是针对每年的 WWDC 的内容,做一次精选,并号召一群一线互联网的 iOS 开发者,结合自己的实际开发经验、苹果文档和视频内容做二次创作。

发表评论

提供最优质的资源集合

立即查看 了解详情