速度是关键

WPO（Web Performance Optimaization， Web性能优化）产业从无到有，快速增长，充分说明用户越来越重视速度方面的用户体验。同时，前端工程师也慢慢需要具备这些技能。

网站的速度越快，用户的黏性越高，忠诚度越高，转化率越高。简言之，速度是关键。要想提高速度，必须了解与之相关的各种因素，以及根本性的限制。 本文章主要阐述对所有网络通信都有决定性影响的两个方面：延迟和带宽

• 延迟
  分组从信息源发送到目的地所需的时间
• 带宽
  逻辑或物理通信路径最大的吞吐量

延迟的构成

• 传播延迟
  消息从发送端到接收端需要的时间，是信号传播距离和速度的函数。
• 传输延迟
  把消息中的所有比特转移到链路中需要的时间，是消息长度和链路速率的函数
• 处理延迟
  处理分组首部、检查位错误及确定分组目标所需要的时间
• 排队延迟
  到来的分组排队等待处理的时间

客户端到服务器的总延迟时间=传播延迟+传输延迟+处理延迟+排队延迟。

传播时间取决于距离和信号通过的媒介，根据爱因斯坦的相对论，传播速度不会超过光速。

传输延迟由传输链路的速率决定，与客户端到服务器的距离无关。例如，一个10Mb的文件，分别通过两个链路传输，一个1Mbit/s，一个100Mbit/s，则分别需要花费10s、0.1s。

分组到达路由器。路由器必须检测分组的首部，以确定出站路由，并且还需要对数据进行检查，这些需要花费时间，这些检查都是由硬件完成的，因此延迟非常短，但再短也是存在的。这就是处理延迟。

分组到达的速度超过路由器的处理能力，那么分组就要再入站缓冲区排队。数据再缓冲区排队等待的时间，就是排队延迟。

延迟的最后一公里

延迟中的相当大一部分往往花费再最后几公里，而不是横跨大洋或者大陆产生的，这就是所谓的“最后一公里”问题。

为了让你家或你的办公室接入互联网，本地ISP需要在附近安装多个路由收集信号，然后再将信号转发到本地路由节点。连接类型、路由技术和部署方法五花八门，分组传输中的这前几跳往往花数十毫秒时间才能到达ISP的主路由器。

网络核心的带宽

光线是一根“光导管”，比人的头发稍微粗一点，专门用来从一端向另一端传输光信号。金属线则是用于传输电信号，但信号损失、电磁干扰大，同时维护成本高。这两种线路我们的数据分组都很可能经过，但一般长距离的分组传输都是通过光纤来完成的。

通过波分复用（WDM，Wavelength-Division Multiplexing）技术,光纤可以同时传输很多不同波长（信道）的光，因而具有明显的带宽优势。一条光纤连接的总带宽=每个信道的数据传输速率*可复用的信道数。

网络边缘带宽

构成因特网核心数据路径的骨干或光纤连接，每秒能够移动数百太比特信息。然而，网络边缘容量小的多，而且很大程度取决于部署技术，比如拨号连接、DSL、电缆、各种无线技术、光纤到户，甚至与局域网路由器的性能也有关系。

性能优化（高带宽、低延迟）

• 高带宽
  在光纤链路中部署更多光纤；
  在拥塞的路由之间铺设更多线路；
  改进的WDM技术，以便连接能够传输更多数据； ...
• 低延迟
  提升光纤线路的质量，可以让光信号传输的速度更接近光速。比如采用折射率更低的材料、速度更快的路由器和中继器。
  缩短距离。在设计和铺设电缆时，尽量缩短距离。

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