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setsockopt选项对tcp速度

news 文章来源：https://blog.csdn.net/eidolon_foot/article/details/139582884 2024/9/17 4:00:27

GPT-4 (OpenAI)

每个`setsockopt`调用都涉及到一个套接字描述符，一个指定网络层的常数（如`IPPROTO_IP`, IPPROTO_TCP, IPPROTO_IPV6, SOL_SOCKET等），一个指定需配置的选项的常数，一个指向配置值的指针，以及那个值的大小。
1. IPPROTO_IP和`IPPROTO_IPV6`层级选项:
- IP_TOS/IPV6_TCLASS: 设置IP包的服务类型(TOS)/流量类别(TCLASS)字段，用于QoS（服务质量）。
- IP_MTU_DISCOVER: 设置路径MTU（最大传输单元）发现选项，防止IP数据报被分片。
- IP_DONTFRAG: 指示IP层不要对数据报进行分片。
- IPV6_V6ONLY: 确保IPv6套接字只用于IPv6通信，不支持IPv4和IPv6的双栈。
- IPV6_FLOWLABEL_MGR: 管理IPv6流标签。
- IPV6_FLOWINFO_SEND: 发送包含流量类别信息的IPv6数据包。
2. IPPROTO_TCP层级选项:
- TCP_NODELAY: 禁用Nagle算法，以减少通信延迟。
stopdelay>`: 禁用Nagle算法，以减少通信延迟。
- TCP_MAXSEG: 设置TCP最大段大小，即单个TCP包的最大允许字节数。
- TCP_CONGESTION: 设置TCP拥塞算法，例如cubic, reno等。
3. IPPROTO_SCTP层级选项 (用于SCTP协议):
- SCTP_NODELAY: 类似TCP的TCP_NODELAY，用于减小SCTP消息传输的延迟。
- SCTP_MAXSEG: 设置SCTP最大分段大小。
- SCTP_INITMSG: 设置SCTP连接初始化消息的参数。
- SCTP_DISABLE_FRAGMENTS: 禁用SCTP消息分片。
4. SOL_SOCKET层级选项:
- SO_RCVBUF/SO_SNDBUF: 设置套接字的接收/发送缓冝区大小。
- SO_REUSEADDR: 允许重用本地地址和端口，对于在TIME_WAIT状态的套接字端口很有用。
- SO_BINDTODEVICE: 将套接字绑定到特定的网络设备上。
- SO_RCVTIMEO: 设置套接字的接收超时时间。
- SO_MAX_PACING_RATE: 设置套接字的发送速率限制。
除了上述列出的`setsockopt`之外，还有其他的`setsockopt`选项。例如:
- SO_KEEPALIVE: 保持连接活跃，即使没有数据传输。
- SO_LINGER: 在关闭套接字时控制还有数据未发送完成时的行为。
- SO_BROADCAST: 允许发送广播数据。
setsockopt的选项很多，可以配置的层级包括但不限于IP（`IPPROTO_IP`, IPPROTO_IPV6），TCP（`IPPROTO_TCP`），UDP，和套接字本身（`SOL_SOCKET`）。不同的选项用于控制不同的协议和传输行为，以及套接字的一部分通用或特定行为设置。

以下是`setsockopt`调用中与TCP速度相关的一些选项，以及它们的影响：
1. TCP_NODELAY：禁用Nagle算法。默认情况下，TCP使用Nagle算法来减少需要发送的小分组的数量，它通过积累足够多的数据后再一起发送。当`TCP_NODELAY`设置为真时，即使是小分组也会立即发送，这降低了消息发送的延迟，特别适用于要求低延迟的交互式应用，如游戏或VoIP。但可能会增加网络流量，因为发送了更多的小分组。
2. TCP_MAXSEG：设置TCP最大段大小。减小这个值可能会增加发送给定数量数据的数据包的数量，可能会造成额外的开销和延迟，并可能降低网络吞吐量，但有时候可以避免网络中的路径MTU发现问题。增大这个值（但不超过路径MTU）可以减少开销。
3. TCP_CONGESTION：设置TCP拥塞控制算法，影响TCP拥塞避免策略。可能的算法包括"cubic", "reno", "bbr"等。这些算法会影响TCP如何管理其拥塞窗口和数据传输速率，从而在高延迟或丢包环境中影响整体性能。
4. SO_RCVBUF和`SO_SNDBUF`：分别设置套接字的接收和发送缓冲区大小。如果缓冲区太小，它可能成为瓶颈，导致延迟增加和吞吐量降低。相反，如果缓冲区合适，它可以更平滑地处理突然的数据增加，并允许TCP更有效地使用网络。
5. SO_MAX_PACING_RATE：如果由协议支持（例如，通过使用FQ（Fair-Queueing）协议对程序进行速率限制编排），该选项可以设置套接字的发送速率限制。这可以限制套接字的发送速度，避免突发流量消耗所有可用带宽，并导致拥塞和丢包。
具体使用哪个选项以及如何设置它们会取决于应用程序的具体需求和网络环境。通常需要根据实际环境进行调整和测试，以确定最佳的参数设置。

setsockopt 函数用于对给定的套接字选项设置新值。某些选项可以对 TCP 套接字的性能产生影响，尤其是影响 TCP 速度、延迟和整体网络性能。以下是一些对 TCP 速度有影响的套接字选项及其影响：
1. **TCP_NODELAY (Nagle算法禁用)**:
- 默认情况下，TCP 使用 Nagle 算法来减少发送包的数量，合并小的数据包为更大的帧以便发送，以增加网络效率。这可能会增加数据发送的延迟。
- 将 TCP_NODELAY 设置为 1 将禁用 Nagle 算法，减少发送小数据包时的延迟，从而提高实时性能（例如，在网络游戏或 VoIP 中）。然而，这可能会降低网络效率并增加总体网络负载。
2. **SO_RCVBUF 和 SO_SNDBUF (接收和发送缓冲区大小)**:
- 这两个选项分别控制 TCP 套接字的接收和发送缓冲区的大小。调整这些值可能会影响数据传输效率，过小的缓冲区可能会导致数据包堆积和额外的往返延时。而过大的缓冲区可能会导致内存资源的低效使用。
- 增加缓冲区的大小可以帮助应对高延迟或者高带宽的连接，因为它们可以存储更多的数据，从而减少频繁地停顿等待数据的发送或接收。
3. **SO_REUSEADDR (允许重用本地地址和端口)**:
- 正常情况下，在 TCP 套接字关闭后，系统会保持套接字在 TIME_WAIT 状态一段时间，不允许其他任何套接字绑定相同的地址和端口。
- 使用 SO_REUSEADDR 可以允许在套接字处于 TIME_WAIT 状态时，另一个套接字可以使用相同的地址和端口，这对于需要经常重新启动的服务（如服务器）很有帮助。
4. **SO_LINGER (控制关闭时的套接字行为)**:
- 用于当调用 close() 关闭套接字时改变默认行为。设置后，如果有未发送完的数据，系统可以等待一段时间，直到数据发送完毕或者超时。
5. **TCP_MAXSEG (MSS，最大段大小)**:
- 该选项设置 TCP 数据传输的 Maximum Segment Size（最大段大小）。降低这个值可以减少网络中每个包的开销，但是可能会增加发送相同数据量所需的总包数，从而影响效率。
6. **TCP_QUICKACK (快速确认)**:
- 默认情况下，TCP 可能会推迟发送确认（ACK），期望在应用程序有数据发送时能够将 ACK 与数据一起发送，以减少单独ACK的开销。
- 启用 TCP_QUICKACK 可以使得确认更快被发送，这在某些实时应用程序中可能提高性能。
设置这些选项时，很重要的一点是要理解它们之间以及它们与整体网络环境之间的交互。通常，网络编程的最佳实践包括监测和调整这些参数来针对特定的应用和网络条件进行优化。在某些情冰下，操作系统和/或网络设备可能会对这些选项的效果施加限制。

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在TCP协议中，setsockopt()函数可以用来设置一些选项以影响TCP连接的行为和性能。下面是一些常见的选项，它们可以对TCP速度产生影响，以及其影响的解释：
1. TCP_NODELAY：禁用Nagle算法。Nagle算法通过将小数据块合并成更大的数据包来提高传输效率，但会增加延迟。禁用该选项可以降低延迟，提高即时通信的吞吐量。
2. TCP_CORK：启用Corking机制。Corking机制会将发送的数据缓存起来，直到缓冲区被填满或发送的数据包达到MSS（最大报文段长度）。这样可以减少小数据包的数量，提高传输效率。
3. TCP_QUICKACK：启用快速确认机制。在接收到数据后，快速确认机制会立即发送确认信息给发送方，而不需要等待本地缓冲区填满才发送。通过减少确认延迟，可以改善TCP的交互性能。
4. TCP_WINDOW_CLAMP：限制接收窗口的大小。通过限制接收窗口的大小，可以防止发送方发送过多的数据，从而减少网络拥塞的可能性和丢包率。但同时也会降低吞吐量。
请注意，具体选项的效果可能因操作系统和网络环境的不同而有所差异。在使用这些选项时，应根据具体情况进行测试和优化，以获得最佳的TCP性能。

文心一言

setsockopt 是一个用于设置套接字选项的系统调用，它允许你修改套接字的某些属性。以下是一些与 TCP 速度相关的 setsockopt 选项，以及它们对 TCP 性能的影响：

SO_SNDBUF 和 SO_RCVBUF
- 这两个选项分别用于设置发送和接收缓冲区的大小。增加这些缓冲区的大小可能会提高 TCP 的吞吐量，因为它允许更多的数据在内核与用户空间之间被缓冲，减少了在数据传输过程中可能出现的上下文切换次数。
- 在 Linux 中，这些缓冲区的默认和最大大小可以通过 /proc/sys/net/core/rmem_default、/proc/sys/net/core/rmem_max、/proc/sys/net/core/wmem_default 和 /proc/sys/net/core/wmem_max 进行系统级设置。
- 需要注意的是，增加缓冲区大小可能会增加内存消耗，因此需要权衡性能与资源使用。
TCP_NODELAY
- 这个选项用于禁用 Nagle 算法，该算法通过减少小数据包的发送次数来提高网络效率。当 TCP_NODELAY 被启用时，数据包会立即发送，而不是等待更多的数据以组成更大的数据包。
- 这可能会增加网络中的数据包数量，但可能会减少某些类型应用的延迟，如实时应用或需要快速响应的应用。
TCP_CORK
- TCP_CORK 选项与 Nagle 算法类似，但它允许应用程序在一段时间内“收集”要发送的数据，并在该时间段结束时发送一个完整的数据包。
- 这可能有助于提高网络效率，但可能会增加某些类型应用的延迟。TCP_CORK 通常用于需要发送大量小数据包的应用，以减少网络中的数据包数量。
SO_REUSEADDR 和 SO_REUSEPORT
- 这些选项与 TCP 速度不直接相关，但它们可以提高 TCP 套接字的使用效率。SO_REUSEADDR 允许套接字在 TIME_WAIT 状态下被重新使用，而 SO_REUSEPORT 允许多个套接字绑定到同一端口并分发传入的连接。
- 这对于需要处理大量并发连接的高性能服务器应用来说可能是有用的。
SO_LINGER
- 这个选项用于设置延迟关闭的时间，但它更多地与套接字的关闭行为相关，而不是 TCP 速度。当设置了 SO_LINGER 选项时，在关闭套接字之前会等待一段时间以确保发送缓冲区中的数据被发送出去。
- 这可能会增加关闭套接字的延迟，但可以减少数据丢失的风险。

需要注意的是，每个选项都有其特定的用途和适用场景，而且它们的效果可能会受到网络条件、应用需求和其他因素的影响。因此，在调整这些选项时应该仔细考虑，并在生产环境中进行充分的测试。

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setsockopt 是一个用于设置套接字选项的系统调用，它可以用来调整TCP/IP协议栈的行为。在TCP连接中，有几个setsockopt选项可以影响连接的速度和性能。以下是一些常见的选项及其可能的影响：

TCP_NODELAY (对应于SO_NODELAY套接字选项)
- 影响：禁用Nagle算法。Nagle算法旨在减少网络上的小数据包数量，通过将多个小数据包合并成一个较大的数据包来实现。这可以提高网络效率，但可能会增加延迟，尤其是在发送小数据量频繁的应用中。
- 设置：setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&on, sizeof(on));
- 影响：如果应用需要低延迟，如实时游戏或交互式应用，可以设置此选项以减少延迟。
TCP_CORK (对应于SO_CORK套接字选项)
- 影响：类似于Nagle算法，但更严格。它阻止数据的发送，直到选项被清除或者数据量达到一定大小。这可以减少网络上的碎片，提高传输效率。
- 设置：setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_CORK, (char *)&on, sizeof(on));
- 影响：在发送大量数据之前，可以设置此选项以提高效率，例如在发送文件之前。
TCP_QUICKACK
- 影响：控制TCP确认策略。通常，TCP使用延迟确认策略，即不立即发送确认，而是等待一段时间或直到有数据要发送时才确认。设置TCP_QUICKACK可以立即发送确认。
- 设置：setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_QUICKACK, (char *)&on, sizeof(on));
- 影响：在需要快速确认的场景中，如高吞吐量或低延迟应用，可以设置此选项。
TCP_KEEPIDLE, TCP_KEEPINTVL, TCP_KEEPCNT
- 影响：这些选项用于调整TCP Keepalive机制的行为，即在连接空闲时发送保持活动探测以检测连接是否仍然有效。
- 设置：setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, (char *)&idle, sizeof(idle));
- 影响：调整这些选项可以影响连接的稳定性和资源的使用。
TCP_MAXSEG
- 影响：设置TCP最大段大小（MSS）。MSS决定了TCP数据包中数据部分的最大长度。
- 设置：setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_MAXSEG, (char *)&mss, sizeof(mss));
- 影响：增加MSS可以减少TCP/IP头部的开销，提高传输效率，但可能会受到网络路径MTU（最大传输单元）的限制。

需要注意的是，这些选项的设置需要根据具体的应用场景和网络环境来决定。不恰当的设置可能会导致性能下降或网络问题。此外，某些选项可能需要特定的内核支持，并且在不同的操作系统和网络配置下可能会有不同的效果。在调整这些选项之前，建议详细了解每个选项的作用和潜在影响。

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setsockopt函数中的SO_SNDBUF和SO_RCVBUF选项对TCP速度有影响。在网络编程中，setsockopt()函数用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。这些选项影响套接口的操作，诸如加急数据是否在普通数据流中接收，广播数据是否可以从套接口发送等等。

对于TCP速度的影响主要体现在以下几个方面：

缓冲区大小调整：通过设置SO_SNDBUF和SO_RCVBUF选项，可以增大或减小TCP的发送和接收缓冲区大小。增大缓冲区可以让TCP在发送和接收大量数据时减少系统调用的次数，从而提高数据传输的效率。例如，将接收缓冲区设置为32K，可以通过以下代码实现：int nRecvBuf=32*1024; setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));。这样可以避免send(),recv()不断的循环收发，从而提升性能。
延时与超时设置：通过设置SO_SNDTIMEO和SO_RCVTIMEO选项，可以控制发送和接收操作的超时时间。这在网络状况不佳的情况下特别有用，可以防止程序在等待网络响应时过长时间挂起。例如，设置发送时限为1秒：int nNetTimeout=1000; setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));。这有助于程序在网络延迟情况下保持响应性。
非阻塞模式下的行为：在非阻塞模式下，设置SO_CONDITIONAL_ACCEPT选项可以控制connect()的行为，直到accept()被呼叫。这对于客户端连接服务器的过程有显著作用，可以提高连接的效率和可靠性。
TCP_NODELAY选项：设置TCP_NODELAY选项可以禁用Nagle算法，该算法通过合并小段数据来减少发送的数据包数量，从而减少了传输的延迟。在某些需要低延迟的应用场景中，禁用Nagle算法可以提高TCP的速度。但是，这也可能导致网络拥塞，因此需要根据具体情况权衡使用。
TCP_CORK和TCP_QUICKACK选项：这些选项可以与其他选项组合使用，以降低参与HTTP交互的数据包数量到最小的可接受水平。TCP_CORK允许批量发送数据，而TCP_QUICKACK则控制确认包的发送速率。适当的使用这些选项可以优化TCP的性能，尤其是在高延迟的网络环境中。
端口复用技术：通过设置SO_REUSEADDR选项，可以在服务器程序重启后立即重新使用之前占用的端口，即使旧的连接仍处于TIME_WAIT状态。这有助于快速恢复服务器的运行，而无需等待操作系统分配新的端口或旧端口超时。这对于服务器的稳定性和响应速度至关重要。
SO_LINGER选项：此选项指定函数close对面向连接的协议如何操作（如TCP）。通过设置SO_LINGER，可以控制在套接口关闭时如何处理未发送完毕的数据。如果设置了逗留时间，并且仍有数据未发送完成，进程将处于睡眠状态，直到所有数据发送完并被对方确认。这确保了数据的完整性，但可能会影响关闭套接口的速度。

总结来说，setsockopt函数提供了多种选项来影响TCP套接口的行为，从而对TCP速度产生重要影响。开发者可以根据应用的具体需求和网络环境，适当地调整这些选项以优化TCP性能。然而，需要注意的是，不当的设置可能会导致性能下降或网络拥塞，因此在使用这些选项时应谨慎并进行充分的测试。

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setsockopt 函数用于设置套接字选项，这些选项可以影响 TCP 连接的行为和性能。以下是一些常见的对 TCP 速度可能有影响的选项：

SO_REUSEADDR: 允许套接字立即绑定到一个地址和端口，即使之前该地址和端口的连接处于 TIME_WAIT 状态。这可以加快服务器重启时的端口重用，从而加快服务恢复速度。
SO_REUSEPORT: (在某些系统中可用) 允许多个套接字监听同一个端口，这可以用于负载均衡和提高吞吐量。
SO_LINGER: 控制套接字在关闭时的行为。如果设置了 SO_LINGER 但未正确处理，可能导致 TCP 连接关闭时延迟，影响整体性能。
SO_SNDBUF 和 SO_RCVBUF: 分别设置套接字发送和接收缓冲区的大小。适当增加缓冲区大小可以减少发送和接收时的系统调用次数，可能提高数据传输速度，但也会增加内存使用。
TCP_NODELAY: 用于禁用 TCP 的 Nagle 算法。Nagle 算法通过合并小的数据包来减少网络传输次数，但如果应用程序希望尽快发送数据（如实时应用），禁用 Nagle 算法可以减少延迟。
TCP_CORK: 与 TCP_NODELAY 相反，TCP_CORK 选项会延迟数据的发送，直到有足够的数据填充 MSS（最大报文段大小），这有助于减少小数据包的数量，提高带宽利用率。
TCP_QUICKACK: 允许接收方在收到数据时立即发送 ACK，而不是等待数据到达缓冲区。
TCP_MAXSEG: 设置 TCP 最大报文段的大小，这可以影响最大传输单元（MTU）的发现过程。
TCP_KEEPIDLE, TCP_KEEPINTVL, TCP_KEEPCNT: 这些选项控制 TCP 保活机制，设置不当可能导致不必要的网络流量和连接中断。
TCP_USER_TIMEOUT: 设置用户定义的 TCP 连接超时时间，这可以影响连接的超时检测速度。
TCP_FASTOPEN: 允许客户端在第一次握手时发送数据，减少连接建立的往返时间（RTT）。
IP_MTU_DISCOVER: 控制路径 MTU 发现机制，这可以影响数据包的分片和传输效率。

这些选项对 TCP 速度的影响取决于具体的网络环境、应用程序类型和性能需求。正确地配置这些选项可以优化 TCP 连接的性能，但错误的配置可能会导致性能下降或连接问题。在调整这些选项之前，建议充分了解每个选项的作用和潜在影响，并根据实际场景进行测试。

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setsockopt 是一个用于设置套接字选项的函数，在TCP编程中，有几个选项直接影响到TCP连接的速度和性能。以下是一些关键选项及其对TCP速度的影响：

TCP_NODELAY:
- 作用: 禁用Nagle算法。Nagle算法通过减少小数据包的数量来提高网络效率，它会等待更多的数据累积或者收到确认后再发送数据包。启用TCP_NODELAY后，数据会立即发送，即使数据包很小。
- 影响: 对于需要低延迟的应用（如实时通信、在线游戏），启用TCP_NODELAY可以减少延迟，但可能增加网络拥塞。对于高带宽、吞吐量优先的应用，则可能降低效率。
TCP_QUICKACK:
- 作用: 强制尽快发送ACK确认，而不是按照通常的延迟确认策略。
- 影响: 加快了数据确认的往返时间（RTT），从而可能提升某些应用的响应速度，尤其是在交互式通信中。
TCP_CORK (与TCP_NODELAY相对):
- 作用: 当设定了这个选项后，数据会被积攒起来直到达到一定大小或超时才会被发送出去，或者显式地取消这个选项。
- 影响: 在某些情况下，通过减少数据包的数量，可以提高网络效率和吞吐量，但对于实时性要求高的应用可能会增加延迟。
TCP_WINDOW_CLAMP:
- 作用: 限制TCP接收窗口的最大值，防止窗口过大导致的拥塞控制问题。
- 影响: 正确设置此值可以帮助避免不必要的拥塞，从而可能改善网络流控和吞吐量。
TCP_MAXSEG (TCP_MSS):
- 作用: 设置TCP最大段大小，即单个TCP数据包的最大数据负载。
- 影响: 减小MSS可以减少大包在网络中的分片，有助于避免因路由器引起的分片重组，从而提升传输效率；但过小的MSS会增加头部开销，降低有效载荷比例，影响总体吞吐量。
TCP_FASTOPEN:
- 作用: 允许在TCP三次握手期间发送数据，减少首次数据传输的延迟。
- 影响: 显著减少了首次请求的延迟，特别适用于需要快速建立连接并传输数据的场景，如网页浏览。
TCP_KEEPALIVE:
- 虽然直接关联不大于速度，但影响连接稳定性:
  - 作用: 定期发送探测包来检查连接是否仍然活跃，避免空闲连接占用资源。
  - 影响: 不直接影响速度，但能及时发现并关闭死连接，间接影响整体系统的资源分配和连接管理效率。

调整这些选项时，需要根据具体的应用场景和需求来决定，以达到最佳的性能平衡。在优化TCP性能时，建议先进行基准测试，并逐步调整每个选项以评估其效果。

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setsockopt() 是一个用于设置套接字选项的系统调用，对于 TCP 速度，有一些选项可能会产生影响

SO_RCVBUF：设置接收缓冲区大小。增大接收缓冲区可以允许在等待应用程序读取数据之前存储更多的数据，从而减少数据包丢失的可能性。这有助于提高 TCP 的传输速度。然而，过大的缓冲区可能会导致内存浪费，甚至降低性能。
SO_SNDBUF：设置发送缓冲区大小。与接收缓冲区类似，增加发送缓冲区大小可以允许在等待网络传输数据之前存储更多待发送的数据。这有助于在高延迟环境下提高 TCP 的传输速度。但同样，过大的缓冲区可能会导致内存浪费，甚至降低性能。
TCP_NODELAY：禁用 Nagle 算法。Nagle 算法通过合并小的数据包来减少网络拥塞。然而，在某些情况下（如实时应用程序或低延迟需求场景），禁用 Nagle 算法可能会提高 TCP 的传输速度。要禁用 Nagle 算法，将此选项设置为 1：
```
setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&optval, sizeof(optval));
```
TCP_QUICKACK：启用快速确认。此选项要求 TCP 立即发送 ACK，而不是等待一定数量的数据后再发送。这可以降低往返时间 (RTT)，从而提高 TCP 的传输速度。要启用快速确认，将此选项设置为 1：
```
setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_QUICKACK, (char *)&optval, sizeof(optval));
```
TCP_CONGESTION：设置 TCP 拥塞控制算法。不同的拥塞控制算法在不同网络条件下的性能表现不同。尝试使用不同的拥塞控制算法可能会提高 TCP 的传输速度。要更改拥塞控制算法，请参阅 sysctl 命令或 /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control 文件。

请注意，这些选项对 TCP 速度的影响取决于特定的网络环境和应用程序需求。在实际应用中，建议根据具体情况进行测试和调整。