TCP/IP 协议开销

元数据开销

文件头信息：每个文件都有头部信息，包括文件名、大小、权限等。这些信息本身就需要一定的存储空间。当传输大量的小文件时，每个文件的头部信息都会占用一部分传输带宽，累积起来会导致总体传输效率降低。
三次握手：TCP协议在建立连接时需要进行三次握手（SYN, SYN-ACK, ACK），这会带来额外的延迟。虽然握手过程相对短暂，但如果频繁地建立和关闭连接，累积起来的延迟就会变得明显。
确认机制：TCP协议要求每个数据包的接收方都要发送一个确认（ACK）。对于大量小文件，每传输一个小文件就需要发送一个ACK，这会增加网络通信的复杂度和延迟。

文件系统操作

I/O操作：操作系统需要为每个文件进行磁盘I/O操作。对于小文件，每次I/O操作的开销相对于文件大小而言较大。此外，文件系统的元数据更新（如inode表）也会增加额外的开销。网络缓冲区
缓冲区管理：网络设备在处理数据包时需要分配缓冲区。对于大量小文件，每个文件都需要在网络设备上分配缓冲区，这增加了缓冲区管理的复杂度和开销。
数据包碎片：小文件可能不足以填满一个完整的TCP数据包，导致数据包碎片化。这会增加网络设备处理数据包的次数，从而降低传输效率。

综合影响

累积效应：上述所有因素加在一起，会导致传输大量小文件的整体效率显著下降。这是因为每次传输都需要处理额外的元数据、进行握手和确认、执行I/O操作以及管理缓冲区。
相对效率：与传输大文件相比，大文件可以在较少的TCP数据包中传输，从而减少了握手、确认和缓冲区管理的次数，使得传输效率更高。

举例

在实际应用中，传输一个1GB的大文件通常比传输1000个1MB的小文件要快得多。这是因为大文件可以充分利用TCP数据包的容量，而小文件则需要更多的包来传输相同的数据量，并且需要处理更多的元数据和握手确认。
因此，当传输大量小文件时，上述因素确实会导致传输速度显著变慢。打包这些小文件成一个大的压缩文件可以有效减少这些开销，从而提高传输效率。