网络基础: 杂七杂八

2017-01-02 计算机网络

• 网络分层
  • OSI VS TCP/IP 区别
• ISP
• 通信时延
• 网络应用常用端口
• 五种中继系统
• 网络分层与传输数据类型
• 数据链路层 (二层网络) 和 网络层 (三层网络)
• 网络层和传输层
• 数据分层封装
• 负载均衡
  • 三角传输模式
• MAC 地址
  • 查看
  • 格式
  • MAC 头部字段
• 网卡
  • MAC 是如何做到唯一的？
  • MAC 真的唯一吗？
  • 地址冲突问题
  • 帧校验序列
  • LSO
• 丢包
• 应用数据包的发送和接收
  • 发送流程
  • 接受流程
  • 缓冲区
  • 中断过程
• 拓扑结构分类
• 多播
  • 多播组
  • IP 多播地址
  • IGMP
  • 路由器支持：
• P2P
  • 网络特性
  • 优势
  • 不足
  • 根据中心化程度划分
    • 1. 纯 P2P 网络
    • 2. 特殊型 P2P 网络
    • 3. 混合型 P2P 网络
  • 根据网络拓扑结构划分
    • 1. 结构化 P2P 网络
    • 2. 非结构化 P2P 网络
• 网络性能指标和优化
  • 优化

网络分层

OSI VS TCP/IP 区别

ISP

互联网服务提供商 ISP 可以从互联网管理机构获得许多 IP 地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备，个人或机构向 ISP 缴纳一定的费用就可以接入互联网。

目前的互联网是一种多层次 ISP 结构，ISP 根据覆盖面积的大小分为第一层 ISP、区域 ISP 和接入 ISP。互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。

通信时延

💡 总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延 + 传播时延

1. 排队时延

分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量。

2. 处理时延

主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间，例如分析首部、从分组中提取数据、进行差错检验或查找适当的路由等。

3. 传输时延

主机或路由器传输数据帧所需要的时间。

4. 传播时延

电磁波在信道中传播所需要花费的时间，电磁波传播的速度接近光速。

网络应用常用端口

五种中继系统

将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），ISO 的术语称之为中继（relay）系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统：

1. 物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）
2. 数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）
3. 网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）
4. 网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能
5. 在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）

网络分层与传输数据类型

• 二层: 数据帧 (Frame)
• 三层: 数据包 (Packet)
• 四层: 数据段 (Segment)

从应用程序发送数据的视角来看，数据首先会送到传输层的 Segment 中，然后传输层对 Segment 进行包装后，送到网络层的 Packet 中，再然后送到链路层以太网 Ethernet 的 Frame 中。

数据链路层 (二层网络) 和 网络层 (三层网络)

“二层网络” 和 “三层网络” 是指网络体系结构中不同的层次或协议层，这里的数字表示网络协议栈中的层数，通常是指 OSI 模型或 TCP/IP 模型中的层次。

二层网络是指网络体系结构中的数据链路层，主要负责帧的传输、物理地址的解析和物理层的错误检测。在二层网络中，设备通过物理地址（MAC 地址）进行通信。以太网是一个典型的二层网络技术，交换机通常工作在这一层，根据 MAC 地址转发数据帧。

三层网络是指网络体系结构中的网络层，负责数据包的路由、逻辑地址的解析（例如 IP 地址）以及在不同子网之间的通信。Internet Protocol (IP) 是一个典型的三层网络协议，路由器工作在这一层，负责跨越不同网络的数据包转发。

MAC 地址无法表达网络中的子网概念，但是 IP 地址可以。

在实际网络中，通常会同时使用二层和三层的技术，以满足不同的需求。二层网络主要用于本地区域内的局域网通信，而三层网络则用于在不同网络之间进行全局路由和通信，同时集成这两个层次可以构建更为复杂和灵活的网络架构。

网络层实现主机之间的通信，而链路层实现具体每段链路之间的通信。

💡 在通信过程中，目标 IP 地址始终不变，而源 MAC 地址、目标 MAC 地址随着链路的改变而变化。

❓ 思考: 源 IP 地址会发生变化吗？如果存在 NAT 呢？

网络层和传输层

• 网络层关注的是将报文发送给下一跳地址，不关注最终的目标地址
• 传输层关注的是将数据发送给通信对端，不关注中间的链路

数据分层封装

如图所示，应用数据在每个层的封装格式:

Linux 通用网络栈的示意图:

进行基准测试时，可以按照协议栈的每一层来测试。由于底层是其上方各层的基础，底层性能也就决定了高层性能。所以我们要清楚，底层性能指标，其实就是对应高层的极限性能。

首先是网络接口层和网络层，它们主要负责网络包的封装、寻址、路由，以及发送和接收。每秒可处理的网络包数 PPS，就是它们最重要的性能指标（特别是在小包的情况下），可以使用内核自带的发包工具 pktgen ，来测试 PPS 的性能。

再向上到传输层的 TCP 和 UDP，它们主要负责网络传输。对它们而言，吞吐量（BPS）、连接数以及延迟，就是最重要的性能指标，可以使用 iperf 或 netperf ，来测试传输层的性能。

不过要注意，网络包的大小会直接影响这些指标的值。所以，通常需要测试一系列不同大小网络包的性能。

最后到了应用层，最需要关注的是吞吐量（BPS）、每秒请求数以及延迟等指标，可以使用 wrk、ab 等工具，来测试应用程序的性能。

负载均衡

四层负载均衡根据 传输层 的数据来决定如何分发请求，通常会涉及 源端口、源 IP 地址、目标端口、目标 IP 地址，但不包括数据包（报文）内容，通过执行网络地址转换（NAT）来向后端服务器转发网络数据包。

七层负载均衡根据 应用层 的数据来决定怎样分发请求，通常会涉及请求头的内容，URI 参数 和 Cookie 等，七层负载均衡器终结网络流量，读取消息，做出负载均衡判定，然后传送给特定后端服务器。

缺陷与不足：

• 如果没有足够的资源配置或配置错误，负载均衡器会变成一个性能瓶颈
• 引入负载均衡器以帮助消除单点故障但导致了额外的复杂性
• 单个负载均衡器会导致单点故障，但配置多个负载均衡器会进一步增加复杂性

三角传输模式

在链路层根据负载均衡算法计算源服务器的 MAC 地址，并修改请求数据包的目的 MAC 地址进行转发。

通过配置源服务器的虚拟 IP 地址和负载均衡服务器的 IP 地址一致，从而不需要修改 IP 地址就可以进行转发。也正因为 IP 地址一样，所以源服务器的响应不需要转发回负载均衡服务器，可以直接转发给客户端，避免了负载均衡服务器的成为瓶颈。

这是一种三角传输模式，被称为直接路由。对于提供下载和视频服务的网站来说，直接路由避免了大量的网络传输数据经过负载均衡服务器。

MAC 地址

有了 MAC 地址之后，同一个以太网络上的两台主机才能够通信，主机 A 需要知道主机 B 的 MAC 地址，才能发送以太网帧，交换机收到报文之后，根据目的 MAC 地址决定应该从哪个端口将数据发送给主机 B。

查看

Linux 中可以使用 ip 命令查看 MAC 地址

# 查看当前主机的 MAC 地址

$ ip link

# 输出如下
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:15:2d:c2:dd:c8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

格式

一般来说，Linux 和 MAC 使用 : 进行分割，Windows 使用 - 进行分割。

MAC 头部字段

网卡

网卡的 ROM 中保存着全世界唯一的 MAC 地址，这是在生产网卡时写入的。

MAC 是如何做到唯一的？

# MAC 地址示例

00:0c:29:9b:52:60

MAC 地址理论上由 IEEE 在管理，一个标准的 MAC 地址格式是 12 个 16 进制数字 (2 个为一组)。

• 前 3 组是厂商识别码，由 IEEE 分配 (厂商出钱买，例如 00:50:56 和 00:0c:29 属于 Vmware)
• 后 3 组厂商自行分配，所以如果一个厂商购买了一个识别码，那么理论上可以制造出 2^24 个网络 (网卡) 设备

Mac 所属厂商可以通过 IEEE 官网 查询。

MAC 真的唯一吗？

如果所有网络设备生产商都按照 IEEE 规矩办事，全世界所有的 MAC 地址理论上是可以唯一的。

但是这个只是技术理论上可以实现的，现实世界中的网络设备 MAC 地址不是唯一的，原因有两点:

第一，山寨问题，山寨厂商不会去专门购买 IEEE 厂商识别码，所以可能直接盗用正规厂商的识别码，写入自己的山寨设备中。

第二，即使是购买的正规厂商的网络设备，其设备内部写入的 MAC 地址也可以修改的。

❓ 如果将两台主机的 MAC 地址改为一样的，并且放在同一个局域网，会发生什么？

• 两台主机之间无法通信，目标 MAC 地址等于源 (本机) MAC 地址的数据帧会被交换机直接丢掉
• 两台主机无法同时获取到 IP 地址 (但是如果其中一个关机了，另外一个可以获取到 IP 地址)
• 二层网络: 如果两台主机不断发送流量，交换机的 MAC 地址表会频繁更新，对于目标 MAC 地址等于这两台主机的数据帧，交换机无法确定发送到哪个端口，因为两个端口都上报了相同的 MAC 地址
• 三层网络: 正确实现 ARP 的路由器会禁止对同一个 MAC 地址分配两个 IP 地址

当然，现代化的网络管理工具可以监控和管理网络中的 MAC 地址，第一时间发现冲突和介入解决，所以不会存在上面提到的问题。

地址冲突问题

如果 MAC 地址无法保证唯一，那么是否会引起地址冲突的问题呢？

结论：有影响，但是范围很小，只要 (局域网) 内网段没有相同的 MAC 地址就可以。

这个问题可以参考 IPv4 地址短缺问题，IPv4 的可用地址早已被分配完，但是因为有 NAT 技术存在，IPv4 地址还在继续使用。

现实世界中的网络设备大部分都处于一个个 (或大或小) 不同的局域网之中，比如家庭网络场景，大部分设备的 IP 都是 192.168.x.x，但是这并不会导致两个不同家庭的相同 IP 地址冲突。

例如小明连上家里的 Wifi, 分配到的 IP 地址为 192.168.1.100, 小红连上家里的 Wifi, 分配到的 IP 地址为 192.168.1.100, 他们俩人使用手机上网时，并不会产生 IP 地址冲突。

同理，MAC 地址主要是被使用在网络第二层，第三层就是 IP 协议为主了，MAC 在自己网段内没有相同的就行，一旦跨网段，那么即使有两个同样的 MAC地址也无所谓了 (因为三层网络传输根据的是目标 IP 地址)。

帧校验序列

MAC 模块会将包从缓冲区中取出，并在开头加上报头和起始帧分界符，在末尾加上用于检测错误的帧校验序列 (FCS)。

MAC 头部很容易被误解为是由网卡来处理的，实际上它是由 TCP/IP 协议栈来负责的。

LSO

LSO通常指大型分段卸载（Large Segment Offload），这是网络接口卡（NIC）中的一种硬件加速技术，用于提高网络传输性能。

传统的网络工作方式是这样的：应用层把产生的数据交给 TCP 层，TCP 层再根据 MSS 大小进行分段（由 CPU 负责），然后再交给网卡。而启用 LSO 之后，TCP 层就可以把大于 MSS 的数据块直接传给网卡，让网卡来负责分段工作了。

通常情况下，操作系统会将要发送的网络数据分割成较小的片段（如 1500 字节的以太网帧）。每个片段都需要独立处理和传输，这会增加 CPU 的负载。LSO的工作原理是将这种分段任务卸载到 NIC 硬件，以减少 CPU 的负载并提高网络传输效率。

例如 “Seq=348586, Len=2776”，最后会被网卡分成 “Seq=348586，Len=1388”和 “Seq=349974, Len=1388” 两个包。

如果需要抓包的情况下，在发送方抓包时相当于站在 CPU 的视角，所以看到的是一个分段前的大包。假如是在接收方抓包，就是网卡分段后的两个小包了。

丢包

互联网协议（Internet Protocol, IP） 不可靠：可能丢弃、延迟、重复或重排数据包。 传输控制协议（Transmission Control Protocol, TCP）在互联网协议（IP）之上提供了更可靠的传输层：它确保丢失的数据包被重新传输，消除重复，并且数据包被重新组装成它们被发送的顺序。

Linux 系统本身就是相互关联的系统，任何一个组件出现问题都有可能影响到其他组件的正常运行。对于系统负载过高，要么是应用程序有问题，要么是系统不足。对于前者需要及时发现，debug 和修复；对于后者，也要及时发现并扩容。

💡 系统 CPU、Memory、IO 负载过高都有可能导致网络丢包。

• CPU 负载过高，系统没有时间进行报文的 checksum 计算、复制内存等操作，从而导致网卡或者 socket buffer 出现丢包
• Memory 负载过高，导致应用程序处理过慢，无法及时处理报文
• IO 负载过高，CPU 都用来响应 IO wait，没有时间处理缓存中的 UDP 报文

所以说，通信全程 (各个阶段) 都有丢包的可能：

• 在两台主机连接之间，可能会发生传输失败的错误，比如网络拥塞、线路错误等
• 在网卡收包后，环形缓冲区可能会因为溢出而丢包
• 在链路层，可能会因为网络帧校验失败、QoS 等而丢包
• 在网络层，可能会因为路由失败、组包大小超过 MTU、TTL Expired、数据包过大并且禁用分片 等而丢包
• 在传输层，可能会因为端口未监听、资源占用超过内核限制等而丢包
• 在套接字层，可能会因为套接字缓冲区溢出而丢包
• 在应用层，可能会因为应用程序异常而丢包
• 如果配置了 iptables 规则，这些网络包可能因为 iptables 过滤规则而丢包

应用数据包的发送和接收

如图所示，左半部分表示数据接收流程，右半部分表示数据发送数据，两者方向正好相反。

发送流程

1. 应用程序 调用 Socket API 发送网络包
2. 由于这是一个系统调用，所以会 陷入到内核态的套接字层 中，套接字层会把数据包放到 Socket 发送缓冲区 中
3. 网络协议栈从 Socket 发送缓冲区中，取出数据包；再按照 TCP/IP 栈，从上到下逐层处理。比如，传输层和网络层，分别为其增加 TCP 头和 IP 头，执行路由查找确认下一跳的 IP，并 按照 MTU 大小进行分片
4. 分片后的网络包，再送到 网络接口层，进行 物理地址寻址，以找到 下一跳的 MAC 地址。然后添加帧头和帧尾，放到发包队列中。这一切完成后，会有 软中断 通知驱动程序：发包队列 中有新的网络帧需要发送
5. 驱动程序 通过 DMA ，从发包队列中读出网络帧，并通过 物理网卡 把它发送出去

接受流程

1. 网络帧到达 网卡 后，网卡通过 DMA 方式，把这个网络包放到 收包队列 中，然后通过 硬中断，告诉中断处理程序已经收到了网络包
2. 网卡中断处理程序会为网络帧分配内核数据结构（sk_buff），并将其拷贝到 sk_buff 缓冲区中；然后再通过软中断，通知内核收到了新的网络帧
3. 内核协议栈从缓冲区中取出网络帧，并通过网络协议栈，从下到上逐层处理 这个网络帧 比如，在链路层检查报文的合法性，找出上层协议的类型（比如 IPv4 还是 IPv6），再去掉帧头、帧尾，然后交给网络层
4. 网络层取出 IP 头，判断网络包下一步的走向，比如是交给上层处理还是转发 (路由器或者实现路由转发的主机才会转发，普通主机对于不是自己的包，会直接丢掉)，当网络层确认这个包是要发送到本机后，就会取出上层协议的类型（比如 TCP 还是 UDP），去掉 IP 头，再交给传输层处理
5. 传输层取出 TCP 头或者 UDP 头后，根据 < 源 IP、源端口、目的 IP、目的端口 > 四元组作为标识，找出对应的 Socket，并把数据拷贝到 Socket 的接收缓存中
6. 应用程序可以使用 Socket 接口，读取到新接收到的数据

缓冲区

• 网卡收发网络包时，通过 DMA 方式交互的环形缓冲区
• 网卡中断处理程序为网络帧分配的，内核数据结构 sk_buff 缓冲区
• 应用程序通过套接字接口，与网络协议栈交互时的套接字缓冲区

这些缓冲区的位置在哪儿？是在网卡硬件中，还是在内存中？这个问题其实仔细想一下，就很容易明白: 这些 缓冲区都处于内核管理的内存中。

• 环形缓冲区，由于需要 DMA 与网卡交互，理应属于网卡设备驱动的范围
• sk_buff 缓冲区，是一个维护网络帧结构的双向链表，链表中的每一个元素都是一个网络帧。虽然 TCP/IP 协议栈分了好几层，但上下不同层之间的传递，实际上只需要操作这个数据结构中的指针，而无需进行额外的数据复制
• 套接字缓冲区，则允许应用程序，给每个套接字配置不同大小的接收或发送缓冲区。应用程序发送数据，实际上就是将数据写入缓冲区；而接收数据，其实就是从缓冲区中读取。至于缓冲区中数据的进一步处理，则由传输层的 TCP 或 UDP 协议来完成

中断过程

通知计算机的操作会使用一个叫作中断的机制。为什么需要中断呢？

因为在网卡执行接收包的操作的过程中，CPU 并不是一直等待网络包的到达并进行处理，而是会去继续执行其他的任务。

因此，如果网卡不通知 CPU，CPU 就不知道数据包已经收到了，网卡驱动 也是计算机中运行的一个程序，因此它也不知道包到达的状态。

所以在这种情况下，需要一种机制能够打断 CPU 正在执行的任务，让 CPU 可以注意到网卡中发生的事情，这种机制就是中断。

中断的具体工作过程:

• 网卡向扩展总线中的中断信号线发送信号，该信号线通过计算机中的中断控制器连接到 CPU
• 当产生中断信号时，CPU 会暂时挂起正在处理的任务，切换到操作系统中的中断处理程序
• 中断处理程序会调用网卡驱动，控制网卡执行相应的接收操作
• 网卡驱动会开始运行，从网卡缓冲区中将接收到的包读取出来
• 根据 MAC 头部的以太类型字段判断协议的种类，并调用负责处理该协议的协议栈程序 (以太类型的值应该是表示 IP 协议，因此会调用 TCP/IP 协议栈，并将包转交给后者。一般情况下，网卡不会直接调用协议栈，而是先交给操作系统，再由操作系统调用协议栈)

中断是有编号的，网卡在安装的时候就在硬件中设置了中断号，在中断处理程序中则将硬件的中断号和相应的驱动程序绑定。

例如，假设网卡的中断号为 11，则在中断处理程序中将中断号 11 和相应的网卡驱动绑定起来，当网卡发起中断时，就会自动调用网卡驱动了。

现代硬件设备都遵循即插即用规范自动设置中断号，所以作为开发者，没必要去关心中断号，在以前需要手动设置中断号的年代，经常发生因为设置了错误的中断号而导致网卡无法正常工作的问题。

拓扑结构分类

多播

多播（Multicast）是一种网络通信模式，其中一台主机向一组特定的目标主机发送数据，而不是向整个网络广播。这允许主机只发送一次数据，而多个主机（组成多播组）可以接收这一数据。这在某些场景下比广播更有效，特别是在多个主机需要接收相同数据的情况下。

多播可以减少网络上的冗余数据传输，因为只有对应多播组的成员接收数据。这相对于广播而言，可以显著节省带宽。多播在一些应用中得到了广泛的应用，例如 IPTV、在线视频会议、分布式游戏等。使用多播能够提高网络效率，降低数据传输的成本。

多播组

多播组是一组具有相同兴趣的主机。主机可以加入或离开多播组。多播组使用特殊的 IP 地址范围，通常在 224.0.0.0 到 239.255.255.255 之间。

IP 多播地址

多播使用特殊的 IP 地址标识多播组。IPv4 多播地址是在 224.0.0.0 到 239.255.255.255 范围内分配的。IPv6 多播地址则以 ff00::/8 开头。

IGMP

IGMP （Internet Group Management Protocol）是用于主机加入和离开多播组的协议。主机通过 IGMP 向路由器表明它希望加入某个多播组。

路由器支持：

在多播中，路由器负责在不同的网络中传递多播数据。路由器需要支持多播路由协议，如 PIM（Protocol Independent Multicast）等。

主机发送数据时，它使用多播组的 IP 地址。路由器根据多播组的 IP 地址和网络拓扑，将数据传递到对应的网络中，仅将数据发送到对应多播组的主机。

P2P

点对点（P2P，Peer-to-Peer）网络是一种分布式网络架构，网络中的每个节点（即对等方或对等体）都具有相等的权利和职责，能够直接与其他节点通信和共享资源，而不依赖于中央服务器进行协调和控制。P2P网络广泛应用于文件共享、分布式计算、通信和内容分发等领域。

网络特性

1. 去中心化：没有中央服务器或中心化的管理节点，所有节点都可以独立进行数据传输和资源共享
2. 对等性：每个节点既是客户端也是服务器，能够提供和请求服务
3. 资源共享：节点之间可以直接共享文件、带宽、计算能力等资源
4. 可扩展性：由于没有中央瓶颈，网络可以轻松扩展，增加节点数量不会显著影响网络性能

优势

1. 并行处理: P2P 网络中所有节点都能提供资源
2. 去中心化: 避免中心服务器产生的单点故障问题
3. 提高资源利用: 充分利用 P2P 网络中所有节点的资源

不足

1. 架构复杂: P2P 网络中的节点之间通常存在 NAT 隔离和转换，无法直接进行通信，需要构建额外的资源协调管理 系统/工具
2. 带宽消耗: 随着 P2P 网络规模的扩大，大量直接的成对连接会增加带宽的消耗 (尤其是在文件共享场景中)
3. 安全性: 恶意节点更容易发起攻击，如传播病毒软件或进行 DDos 攻击 (例如指定某个热门资源存在于被攻击服务器上，这时 P2P 网络中的其他节点就会向被攻击服务器发起连接和资源请求)
4. 资源管理复杂，版权 (盗版) 问题无法处理

根据中心化程度划分

1. 纯 P2P 网络

每个节点同时作为客户端和服务器，没有任何中心服务器。

2. 特殊型 P2P 网络

• 一个中心服务器保存节点信息、数据/文件索引
• 节点通过向中心服务器发送数据，告知中心服务器其要共享的 数据/文件

3. 混合型 P2P 网络

同时具备纯 P2P 网络和特殊型 P2P 网络特点。

根据网络拓扑结构划分

1. 结构化 P2P 网络

使用特定的拓扑结构和数据结构，确保高效的数据查询，节点需要请求资源时，可以快速定位期望的节点。

2. 非结构化 P2P 网络

没有特定的拓扑结构和数据结构，节点需要请求资源时，通过广播方式寻找，然后根据应答结果随机连接，适合动态变化的网络环境。

网络性能指标和优化

1. 带宽，表示链路的最大传输速率，单位通常为 b/s （比特 / 秒）
2. 吞吐量，表示单位时间内成功传输（没有丢包）的数据量，单位通常为 b/s（比特 / 秒） 吞吐量受带宽限制，吞吐量 / 带宽，也就是该网络的使用率
3. 延时，表示从网络请求发出后，一直到收到远端响应，所需要的时间延迟 在不同场景中，这一指标可能会有不同含义。比如，它可以表示，建立连接需要的时间（比如 TCP 握手延时），或一个数据包往返所需的时间（比如 RTT）
4. PPS，是 Packet Per Second（包 / 秒）的缩写，表示以网络包为单位的传输速率 PPS 通常用来评估网络的转发能力，比如硬件交换机，通常可以达到线性转发（即 PPS 可以达到或者接近理论最大值）。而基于 Linux 服务器的转发，则容易受网络包大小的影响

优化

1. 应用层中，主要是优化 I/O 模型、工作模型以及应用层的网络协议
2. 套接字层中，主要是优化套接字的缓冲区大小
3. 传输层中，主要是优化 TCP 和 UDP 协议 (参数调优)
4. 网络层中，主要是优化路由、转发、分片以及 ICMP 协议
5. 链路层中，主要是优化网络包的收发、网络功能卸载以及网卡选项

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