ping 延迟、三次握手、 TLS/SSL 握手 延迟
计算机网络

ping 延迟、三次握手、 TLS/SSL 握手 延迟

JACIN··10 分钟阅读
  • Ping 显示的 time=44ms 就是一个 RTT（往返时间）。 它代表“去 + 回”的总时间。
  • 底层绝对没有除以 2。 操作系统显示的数字就是 {回来} - {出发}。

物理极限 与损耗#

光到底有多快？

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结论：

如果你们之间拉了一条笔直的“完美光纤”，中间没有任何路由器阻拦，物理极限只需要 22ms 就能跑个来回！

既然理论极限是 22ms，你测出来是 44ms，说明你的网络并不快，甚至还有很大的损耗空间。

多出来的时间花在了这三个地方：

  1. 路由转发（过路费）：
  • 数据包从广州到北京，中间可能要经过 10~20 个骨干网路由器（Hops）。
  • 每个路由器都要拆包、看地址、转发，每个节点消耗 0.1ms~1ms 不等。
  1. 线路折返（走弯路）：
  • 光纤不是两点连直线，可能要先绕到武汉，再绕到郑州，甚至有的线路配置不好会绕更远。
  1. 电光转换：
  • 交换机和路由器处理的是电信号，光纤传的是光信号，中间频繁的“光变电、电变光”也会消耗微秒级的时间。

TCP 三次握手延迟#

三次握手只需要消耗 1 个 RTT 的时间成本，而不是 1.5 个或 3 个。

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很多人以为三次握手要一来一回再一来，其实最后一步是“由于惯性”顺便带过去的。

0ms: 客户端发送 SYN （第一次握手）。

22ms: 服务器收到 SYN，发送 SYN-ACK （第二次握手）。

44ms: 客户端收到 SYN-ACK。

关键点来了！ 此时客户端已经确认连接建立成功了。

客户端发送 ACK （第三次握手）。

注意：客户端不需要等这个 ACK 到达服务器，就可以立刻开始发下一个阶段（TLS握手）的数据包！

所以，在时间成本上，TCP 握手只卡了你 44ms。

TLS/SSL 握手 (HTTPS 必须项，消耗 1~2 RTT)#

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你的 URL 是 https://，所以 TCP 建好后，还不能传 JSON，必须先协商加密。

44ms (紧接着刚才的 ACK): 客户端发送 Client Hello。

66ms: 服务器收到。服务器发送 Server Hello + 证书。

88ms: 客户端收到证书。

(如果是 TLS 1.3，通常 1 个 RTT 就搞定了；如果是老版本 TLS 1.2，可能还需要再来回一次，那就是 +44ms)

我们按最快情况（TLS 1.3）算，这里又消耗了 1 个 RTT (44ms)。

目前累计耗时：44ms (TCP) + 44ms (TLS) = 88ms。 (这就是纯建立连接的“过路费”)

TCP 协议捎带机制#

第三次握手（ACK）是不需要单独跑一趟空车的，它直接背着你的 HTTP 请求数据（Data）一起过去了。

  1. 为什么 TCP 握手只消耗 1 个 RTT？

假设你在广州，服务器在北京。单程跑一趟 22ms。

  • 0ms (你): 发送 SYN 包（第一次握手）。
    • （包在路上跑了 22ms...）
  • 22ms (服务器): 收到 SYN。服务器同意连接，发送 SYN-ACK 包（第二次握手）。
    • （包又跑了 22ms...）
  • 44ms (你): 收到 SYN-ACK。
    • 关键时刻！ 此时你的操作系统内核（Kernel）已经认为**“连接通了”**。
    • 你的 aiohttp 库立刻把 ACK 包（第三次握手） 和 HTTP 请求数据（你的 JSON） 打包在一起，发出去了！

关于断开连接（四次挥手）#

答案：不算在你这次请求的耗时里。

想象你去送外卖：

  1. 建立连接：你敲门（SYN），顾客开门（SYN-ACK）。耗时 1 RTT。
  2. 传输数据：你把外卖递给顾客，顾客接过去。
  3. 请求结束：顾客拿到外卖，说“谢谢”，关门。此时你的任务已经完成了，计时结束。
  4. 断开连接：你转身下楼、骑车离开（四次挥手）。

重点：你转身离开的时间（断开连接），并不影响顾客拿到外卖的时间。你的 Python 代码在拿到 response 的那一刻，业务逻辑就走完了。后面后台默默断开连接的动作，用户是感知不到延迟的。

HTTP 请求（不加密）：是 2 个 RTT#

  • 第 1 个 RTT（搭桥）：
    • 去：SYN
    • 回：SYN-ACK
    • 耗时：建立 TCP 连接。
  • 第 2 个 RTT（运货）：
    • 去：ACK（第三次握手） + HTTP 请求数据（顺便带过去的）
    • 回：HTTP 响应数据
    • 耗时：数据传输。

总计：2 个 RTT。

HTTPS 请求（加密）：是 3 个 RTT#

  • 第 1 个 RTT（搭桥）：
    • TCP 握手（SYN <-> SYN-ACK）。
  • 第 2 个 RTT（对暗号 - 多出来的这一次）：
    • 去：ACK + Client Hello（我要建立加密连接！）
    • 回：Server Hello + 证书（这是我的证件和钥匙！）
    • 注：这是 TLS 1.3 的情况，如果是老版本可能要往返两趟。
  • 第 3 个 RTT（运货）：
    • 去：发送加密的请求数据。
    • 回：收到加密的响应数据。

总计：3 个 RTT。

  • Ping (1 RTT) = 44ms
  • HTTP (2 RTT) = 88ms + 服务器处理
  • HTTPS (3 RTT) = 132ms + 服务器处理

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