TCP Socket带宽瓶颈排查：服务器接收带宽为何卡在110 MiB/s？

问题场景 #

• 基于Python搭建多线程客户端-服务器架构，客户端向服务器发送图片，服务器分析后返回结果
• 客户端通过FPS监控速度发现，当服务器接收带宽达到110 MiB/s后，无论新增多少客户端，带宽都无法继续提升，导致客户端响应变慢（推测是客户端因带宽不足等待Socket资源释放）
• 尝试缩小发送图片的尺寸，可支持更多客户端（说明CPU能承载更多并发客户端），但服务器接收数据量仍在110 MiB/s时遇到瓶颈

测试验证 #

• 用iperf测试服务器与客户端的网络速度，结果为850-1000 Mbits/sec（多设备作为客户端），证明网络连接带宽足够，可承载更大数据量
• 尝试开启另一个监听不同端口的服务器实例，接收带宽依旧卡在110 MiB/s
• 所有测试场景下，在服务器本地运行的客户端速度比其他客户端快10倍以上，说明服务器具备处理更多请求的潜力

核心疑问 #

• Socket本身是否存在最大速度限制？
• 已知Python多线程受GIL（全局解释器锁）影响，是否是CPU处理入站数据的能力上限为110 MiB/s？若为该原因，为何新增服务器实例后带宽未提升？本地客户端速度更快的原因又是什么？
• 查找Socket最大带宽限制相关信息时，仅找到如何限制（降低）Socket带宽的方法，未找到解除此类上限的方案

环境信息 #

• 服务器CPU：Intel i7-10700
• 服务器系统：Ubuntu 18.04
• 服务器与客户端处于同一交换机的本地网络
• 服务器与客户端均运行Python 3.6.9
• CPU所有核心总使用率约50%
• 带宽通过gnome-system-monitor工具监控
• 客户端系统：Ubuntu 18.04 和 20.04

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Abdelhadi Abdelhadi