谈到高性能服务是很难绕开网络部分，毕竟单机时代早已过去。对于多节点构成的服务系统，要提高总体性能，除了单节点足够强悍外，节点之间的通讯代价是必须考虑的关键。我们在刚开始的章节，就谈到网卡和磁盘是挂接在低速南桥芯片上，即使现在网卡速度已经非常快了。

在网络部分，我们通常是基于TCP/IP协议栈。现在虽然有很多变种和扩展，但仍然是基础。在采取提高性能措施之前，需要能清晰计算出网络的极限性能是多少。

网卡制造商通常会标注网卡的带宽或者网速是多少，比如1Gb/s。在早期，单位是1Kb等于1000比特，不是程序员认为的1024比特，不知道现在还不是这个德性。我们就假设1Gb/S为每秒2^30比特，不影响计算公式。

首先要确认下，网卡标注的是物理层比特流速度，并不是网络层的网速。以最常用的以太网帧协议来讲解，一个以太网帧，包括7个字节的前导字节，1个字节的帧开始定界符，64字节<-->1518字节的链路层报文，最后再附带上12个字节帧间距。所以，对于任何一个以太网帧，有个最小的帧尺寸：7 + 1 +64 + 12=84字节，这个最小尺寸就决定了在网络上每秒传输最多的次数，PPS。这个数字非常重要，决定了吞吐量和延迟的上限。

其次，在链路层的字节数范围是 : 64字节到1518字节，包括6个字节的目标MAC地址，6个字节的源MAC地址，2个字节的类型，最小为46字节，最大为1500个字节的IP包，再加上4个字节的校验码，最小共计64个字节。我们常说的MTU是1500个字节，其实指的IP包。

到这里，我们基本解释清楚了，为什么对于IP包来说，最小是46个字节，最大是1500字节。对于应用层来说，以TCP为例，还要扣去IP头20个字节，TCP头20个固定字节，则最小是6个字节有效载荷，最大是1460个字节。以UDP为例，IP头还是20个字节，UDP头就只有8个字节，比TCP多出了12个字节。

最后做个总结，要计算应用层的有效载荷，先根据网速计算出PPS，再扣去以太网帧，链路层，IP层、TCP层这些固定损耗，就能得出每个数据包最大和最小有效载荷。对于TCP稍微要麻烦点，因为有些ACK包，还有重传包，同样也会消耗掉有效载荷。再结合测试工具iperf之类，就知道真实的有效载荷是多少，更重要的是，知道为什么是这个数值。