带宽时延积 (BDP)

BDP 是为 Aeron 传输层进行容量规划时最重要的单一数值。算对了，管道就能持续满载;算错了，要么吞吐受限,要么尾延迟膨胀。

公式

BDP 是在任意给定时刻可以”在链路上传输中”的最大数据量。

Bytes in Flight = Bandwidth × Round Trip Latency

带宽	RTT	在途字节数
10 Gbit/s	100 µs (同 AZ)	0.125 Mbit
10 Gbit/s	1 ms (跨 AZ)	1.25 Mbit

为什么这对 Aeron 至关重要

BDP 告诉你在任意给定时刻可以”在链路上传输中”的最大数据量。它源自利特尔法则 (Little’s Law,L = λW):

L — 系统中的项目数量(在途字节数)
λ — 到达率(带宽)
W — 在系统中停留的时间(往返时延)

关于 Aeron 的流控和 term buffer 实际如何搬运这些字节,请参阅 The Aeron Files。本页专注于容量规划。

缓冲区容量规划经验法则

缓冲区应大于 BDP,但不要远超它。

权衡关系一目了然:

过小(低于 BDP)会浪费带宽。发送方必须等待 ACK 才能继续发送,因此吞吐量下降。
过大则有缓冲膨胀 (bufferbloat) 的风险。过深的队列会抬高 p99 并增加尾延迟。
大小适中(接近 BDP 并留有余量)既能让管道保持满载,又能让 p50 和 p99 保持稳定。

BDP 的影响

这里的每一个决策都由两组关系驱动。

恒定 TPS 下缓冲区大小与 RTT 的关系

Buffer Size
    ↑
    │            ╱ Cross Region
    │          ╱
    │        ╱ Cross AZ
    │      ╱
    │    ╱ Same AZ
    │  ╱
    │╱ CPG (Cluster Placement Group)
    └──────────────────→ RTT

随着 RTT 增大(CPG → 同 AZ → 跨 AZ → 跨区域),为维持相同吞吐量所需的最小缓冲区大小随 RTT 线性增长。

恒定缓冲区大小下的 TPS

在缓冲区大小固定的情况下,TPS 随 RTT 增大而下降 — 因为管道无法保持满载。

算例：由 SBE 消息大小、TPS 与 RTT 计算 BDP

下文的表格按链路带宽取值——那是上界。但你通常掌握的是 业务负载：SBE 编码后的消息大小和目标 TPS。先把它们换算成带宽，再套 BDP 公式：

每条消息在线字节数 = align32( 32 字节 Aeron 数据帧头 + SBE 编码长度 )
带宽 λ            = TPS × 每条消息在线字节数
BDP               = λ × RTT
窗口              = 2–4 × BDP   （且永远不低于 128KB 默认值）

32 字节帧头与 32 字节帧对齐来自 Aeron 协议（DataHeaderFlyweight.HEADER_LENGTH、 FrameDescriptor.FRAME_ALIGNMENT）。SBE 编码长度 = 8 字节 SBE 消息头 + 你的字段（定长块 + 变长数据）。

示例——两个集群节点之间的订单录入流：

步骤	计算	结果
SBE 编码长度	8 字节 SBE 头 + 88 字节订单字段	96 B
每条消息在线大小	align32(32 + 96)	128 B
500k TPS 下的带宽	128 B × 500,000/s	64 MB/s（约 0.5 Gbps）
BDP，同 AZ（RTT 100 µs）	64 MB/s × 0.0001 s	6.4 KB
BDP，跨 AZ（RTT 1 ms）	64 MB/s × 0.001 s	64 KB
BDP，跨区域（RTT 50 ms）	64 MB/s × 0.05 s	3.2 MB

然后套用 2–4× 法则与接收路径约束：

同/跨 AZ： 2–4× BDP 即 128–256 KB——128KB 的默认窗口已覆盖同 AZ，跨 AZ 至多上调一档。默认值就够用；这正是同 AZ 测试从不出问题的原因。
跨区域： 2–4× BDP 即 6.4–12.8 MB。这时整条链开始联动：窗口 12.8 MB ⇒ term buffer ≥ 2 × 窗口 = 25.6 MB ⇒ 向上取整为 32 MB（2 的幂）——16MB 的默认 term 不够用了。 SO_RCVBUF（以及 rmem_max）也要 ≥ 窗口。

RTT 的测量：应用层数值用 Aeron 自带的样例（io.aeron.samples.Ping / Pong）；网络层下限用节点之间的 ping。

对逐条消息计算的两点修正：若你把消息攒批成 MTU 大小的帧（smart batching），32 字节帧头会摊薄到整批上，因此上面按未攒批计算的结果偏保守——用于容量规划是安全的。若消息携带较大的变长字段，请用实测的平均编码长度，而不是定长块长度。

按部署方式所需的缓冲区

BDP 定义了在给定 RTT 下实现恒定 TPS 所需的最小缓冲区大小。下表中的数值假设链路为 10 Gbps。

部署方式	RTT	所需缓冲区 (10Gbps)
CPG	~5 µs	~6 KB
同 AZ	~100 µs	~125 KB
跨 AZ	~1 ms	~1.25 MB
跨区域	~50 ms	~62.5 MB