Web性能权威指南——1.3　光速与传播延迟

正如爱因斯坦在他的狭义相对论里所说的，光速是所有能量、物质和信息运动所能达到的最高速度。这个结论给网络分组的传播速度设定了上限。 好消息是光速极快，每秒能达到299 792 458 米（大约30 万公里）。但是，别忘了还有个但是，这是光在真空中的传播速度。而网络中的分组是通过铜线、光纤等介质传播的，这些介质会导致传播速度变慢。光速与分组在介质中传播速度之比，叫做该介质的折射率。这个值越大，光在该介质中传播的速度就越慢。 传播分组的光纤，大多数折射率从1.4 到1.6 不等。不过，我们也在逐渐改进传播材料的质量，从而不断降低折射率。为简单起见，我们大都假定光通过光纤的速度约为每秒200 000 000 米，对应的折射率约为1.5。值得一提的是，我们已经能够把折射率降低到最大速度的一个很小的常数因子的范围内了！仅此就堪称一项了不起的成就。 当然，我们还是不太习惯以光速为参照来思考，因此表1-1 给出了几个例子，以便我们能够直观地想象。 表1-1：真空与光纤中的信号延迟 光速已经很快了，尽管如此从纽约到悉尼的一个往返（RTT）也要花160 ms。事实上，以上这些数字都是理想情况下的结果，因为我们假设传送分组的光缆恰好是连接两个城市的一条完美的大弧形线路（地球表面两点间最短的距离）。而实际上纽约和悉尼之间是没有这样一条线路的，分组旅行的距离比这要长得多。这条线路中的每一跳都会涉及寻路、处理、排队和传输延迟。结果呢，纽约到悉尼的实际RTT，大约在200~300 ms 之间。即便如此，还是很快的，对吧？ 我们都不习惯用 ms 来度量身边的事物，但研究表明：在软件交互中，哪怕100~200 ms 左右的延迟，我们中的大多数人就会感觉到“拖拉”；如果超过了300 ms 的门槛，那就会说“反应迟钝”；而要是延迟达到1000 ms（1s）这个界限，很多用户就会在等待响应的时候分神，有人会想入非非，有人恨不得忙点别的什么事儿。 结论很简单：要想给用户最佳的体验，而且保证他们全神贯注于手边的任务，我们的应用必须在几百 ms 之内响应。这几乎没有给我们——特别是网络，留出多少出错的余地。若要成功，必须认真对待网络延迟，在每个开发阶段都为它设立明确的标准。 CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）服务的用途很多，但最重要的就是通过把内容部署在全球各地，让用户从最近的服务器加载内容，大幅降低传播分组的时间。 或许我们不能让数据传输得更快，但我们可以缩短服务器与用户之间的距离！把数据托管到CDN 能够显著提高性能。