认识达内从这里开始

网页越小，加载速度就越快——这一点都不奇怪。

但令人感到惊讶的是，14KB 网页的加载速度比 15KB 要快得多——可能快 612 毫秒——而 15KB 和 16KB 网页之间的加载速度差异微乎其微。

这是 TCP 慢启动算法导致的。本文将介绍这个算法、它的原理以及为什么你应该关注它。但首先我们需要快速过一遍一些基础知识。

1.TCP 是什么

传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）是一种使用 IP 协议可靠地发送数据包的方法——有时被称为 TCP/IP。

当浏览器向你的网站（或图像或样式表）发出请求时，它会使用 HTTP 请求。HTTP 建立在 TCP 之上，一个 HTTP 请求通常由许多 TCP 数据包组成。IP 只是一个将数据包从互联网上的一个位置发送到另一个位置的系统。IP 没有检查数据包是否成功到达目的地的方法。

对于网站来说，确保所有的数据到达请求端是非常关键的，否则我们可能会因为丢失数据包无法获得完整的网页。但在网络的其他应用场景中，这一点并不那么重要——比如流媒体直播视频。

TCP 是 IP 的扩展，浏览器和网站服务器通过它告诉对方哪些数据包已经成功到达。

服务器发送一些数据包，然后等待浏览器已经收到数据包的响应（这叫确认或 ACK），然后它继续发送更多的数据包——或者如果它没有收到 ACK，将再次发送相同的数据包。

2.什么是 TCP 慢启动

TCP 慢启动是一种算法，服务器用它来确定一次可以发送多少数据包。

当浏览器第一次连接到服务器时，服务器无法知道它们之间的带宽是多少。带宽是指在单位时间内网络可以传输的数据量。通常以比特 / 秒（b/s）为单位。我们可以用管道来作类比——把带宽想象成每秒从管道流出多少水。

服务器不知道网络连接可以处理多少数据——所以它先发送少量且安全的数据——通常是 10 个 TCP 数据包。如果这些数据包成功地到达网站访问者，他们的计算机返回确认（ACK），表示数据包已经被收到了。然后，服务器发送更多的数据包，但这一次它将数据包的数量增加了一倍。

这个过程会不断重复，直到数据包丢失，服务器没有收到 ACK。（此时，服务器会继续发送数据包，但速度较慢）。

这就是 TCP 慢启动的要点——在现实当中，虽然算法各不相同，但这是它的基本原理。

3.那么 14KB 这个数字是怎么来的

大多数 Web 服务器的 TCP 慢启动算法都是从发送 10 个 TCP 数据包开始的。

TCP 数据包最大长度为 1500 字节。这个最大值不是由 TCP 规范设置的，它来自于以太网标准。

每个 TCP 数据包的标头占了 40 个字节，其中 16 个字节用于 IP，另外 24 个字节用于 TCP。

这样每个 TCP 数据包还剩下 1460 个字节。10 x 1460 = 14600 字节，或大约 14KB！

因此，如果你能把网站的网页——或网页的关键部分——压缩到 14KB，就可以为访问者节省大量的时间——他们和网站服务器之间的往返时间。

一个数据往返能有多糟糕？但人们非常没有耐心——一个数据往返可能会出奇地长，具体多长取决于延迟……延迟是指数据包从源传输到目的地所花费的时间。如果带宽是每秒钟可以通过管道的水的数量，那么延迟就是一滴水进入管道后从另一端流出所花费的时间。

下面是一个关于延迟有多糟糕的例子。

卫星网络

卫星网络是由环绕地球轨道的卫星提供的，在人烟稀少的地区、石油钻井平台、游轮以及飞机上，人们可以使用这种网络。

为了说明这种糟糕的延迟，我们想象一群在石油钻井平台工作的兄弟把骰子忘在了家里，他们需要通过 网址（少于 14KB）来玩《龙与地下城》游戏。

首先，他们中的一个用手机发出一个网页请求……

手机将请求发送到钻井平台的 WiFi 路由器，路由器将数据发送给平台上的卫星天线，我们假设这可能需要 1 毫秒时间。

然后，卫星天线将数据发送到地球轨道上方的卫星。

通常，这是通过在地球表面上方 35786 公里处运行的轨道卫星实现的。光速为 299792458 米 / 秒，所以信息从地球发送到卫星需要 120 毫秒。然后，卫星将信息传回地面接收站，这又需要 120 毫秒。

然后，地面站必须将请求发送到位于地球任意位置的服务器（当光通过光纤电缆传输时，速度会降至每秒 200000000 米）。如果地面站和服务器之间的距离等于纽约到伦敦之间的距离，那么大约需要 28 毫秒，如果地面站和服务器之间的距离等于纽约到悉尼之间的距离，则需要 80 毫秒——所以我们姑且定一个 60 毫秒的数字（这个数字便于计算）。

然后，服务器需要处理请求，这可能需要 10 毫秒，然后服务器再次将它发送出去。

回到地面站，进入太空，回到卫星天线，然后回到无线路由器，再到手机上。

手机 -> WiFi 路由器 ->卫星天线 ->卫星 -> 地面站 -> 服务器 -> 地面站 -> 卫星 -> 卫星天线 -> WiFi 路由器 -> 手机

如果我们算一下，就是 10 + ( 1 + 120 + 120 + 60 ) x 2 = 612 毫秒。

这是每次往返额外的 612 毫秒——也许这看起来不是很长时间，但你的网站可能只是为了获取第一个资源就需要许多个往返。

另外，HTTPS 在完成第一个往返之前需要额外的两次往返——这使延迟达到了 1836 毫秒！

对于生活在陆地上的人，延迟又是怎样的

卫星网络似乎是一个极端的例子——我选择它作为例子是因为它能够充分说明了网络延迟这个问题——但对于生活在陆地上的人来说，延迟可能比这更糟糕，原因有很多。

• 2G 网络的延迟通常在 300 毫秒到 1000 毫秒之间；

• 3G 网络的延迟可以在 100 毫秒到 500 毫秒之间；

• 嘈杂的移动网络——比如在一个异常拥挤的地方，比如音乐节；

• 处理大流量的服务器；

• 其他一些不好的东西。

不稳定的网络连接也会导致数据包丢失——导致需要另一个往返来获取丢失的数据包。

4.了解了 14KB 法则，接下来可以做些什么

当然，你应该让你的网页尽可能的小——你爱你的访客，你希望他们开心。将每个页面的大小控制在 14KB 以内是一个不错的主意。

这 14KB 可以是压缩数据——所以实际上可以对应大约 50KB 的未压缩数据——这已经非常慷慨了。要知道，阿波罗 11 的制导计算机只有 72KB 内存。

去掉自动播放的视频、弹出窗口、Cookie、Cookie 横幅、社交网络按钮、跟踪脚本、JavaScript 和 CSS 框架，以及所有其他人们不喜欢的垃圾——你可能就能实现 14KB 法则。

假设你已经尽力将所有内容控制在 14KB 以内，但仍然做不到——但 14KB 法则仍然很有用。

你可以用发送给访问者的前 14KB 数据来渲染一些有用的东西——例如一些关键的 CSS、JS 和解释如何使用你的应用程序的前几段文本。

需要注意的是，14KB 法则包含了 HTTP 标头——这些是未压缩的（即使是 HTTP/2 的第一个响应），也包含图片，所以你应该只加载在页面上方的内容，并保持它们最小，或者使用占位符，让访问者知道他们在等待一些更好的内容。

关于这个法则的一些注意事项

14KB 法则更像是一种经验之谈，而不是计算的基本法则。

• 一些服务器已经将 TCP 慢启动初始窗口从 10 个数据包增加到 30 个；

• 有时服务器知道它可以从更大数量的数据包开始传输，因为它使用 TLS 握手来建立一个更大的窗口；

• 服务器可以缓存路由可管理的数据包数量，并在下一次连接时发送更多的数据包；

• 还有其他需要注意的地方——这里有一篇文章更深入地探讨关于为什么 14KB 法则并不总是这么回事。

HTTP/2 和 14KB 法则

有一种观点认为，在使用 HTTP/2 时，14KB 法则不再适用。我已经读了所有我能读到的关于这个问题的东西，但我还没有看到任何证据表明使用 HTTP/2 的服务器已经停止使用 TCP 慢启动（从 10 个数据包开始）。

HTTP/3 和 QUIC

与 HTTP/2 类似，有一种观点认为 HTTP/3 和 QUIC 将废除 14KB 法则——事实并非如此。实际上，QUIC 仍然建议使用 14KB 法则。