大家好,很高兴又见面了,我是" 前端进阶 ",由我带着大家一起关注前端前沿、深入前端底层技术,大家一起进步,也欢迎大家关注、点赞、收藏、转发! 前端进阶前言 网页越小,加载速度就越快,这一点都不奇怪。但令人惊讶的是,14KB 网页的加载速度比 15KB 要快得多,比如可能快 612 毫秒。但是,15KB 和 16KB 的差异则并不明显。这可能是由于 TCP 慢启动算法导致的。 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。 图片来源:https://commons.wikimedia.org/ 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。 3.14KB 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。 卫星网络 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 missingdice.com(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。 5.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 图片来自:commons.wikimedia.org 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。 本文总结 本文主要和大家介绍为什么你开发的网页不应该大于 14KB!因为是翻译文章,没有做过多展开,但是文末的参考资料提供了大量优秀文档以供学习,如果有兴趣可以自行阅读。如果大家有什么疑问欢迎在评论区留言。参考资料英文原文链接:https://endtimes.dev/why-your-website-should-be-under-14kb-in-size/ 原文作者:Nathaniel 中文参考文章:https://mp.weixin.qq.com/s/0i2oVnlR_1YQSFsXzJhYwQ 中文参考作者:公众号"前端大全" https://lavinya.net/blog/2019/10/11/http-3-quic-uzerinden-http-h3/ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Application_Layer.png https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HTTP-1.1_vs._HTTP-2_vs._HTTP-3_Protocol_Stack.svg