CC BY
5
УДК 004.42
Латыпов Э.Ф. студент магистратуры Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики научный руководитель: Малахов С.В., к.т.н.
доцент Россия, г. Самара
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗМЕРА ОКНА ТСР НА ПРИМЕРЕ
СЕТИ
Аннотация: Статья описывает использование такого важного параметра ТСР, как размер окна ТСР (на примере сети в программной системе Riverbed Modeler Academic Edition) который содержится в поле windows size сегмента ТСР.
Ключевые слова: сеть, протокол, TCP, размер окна, линия связи.
Latypov E.F., master student Povolzhsky State University of Telecommunications and Informatics
Russia, Samara Scientific leader: Malakhov S. V.
Docent, c.t.s.
Annotation: The article describes the use of such an important parameter of TCP as the size of the TCP window (for example, the network in the Riverbed Modeler Academic Edition software system) that is contained in the windows size field of the TCP segment.
Keywords: network, protocol, TCP, window size, communication line.
Предположим, что узел А передает один TCP-сегмент узлу В. Величина поля window size сообщает узлу В дополнительное количество сегментов данных, которое он может передать до получения сегмента-подтверждения о доставке (ACK) ТСР. Узлу А придется ждать после каждого переданного сегмента ТСР ответа от узла В перед посылкой следующего сегмента. Необходимость ожидания значительно ухудшает пропускную способность. С другой стороны, если величина поля window size слишком большая, то узел В сможет передать столько сегментов, что узел А окажется перегруженным. Поле window size производит текущий контроль и регулирует скорость обмена между двумя узлами.
В качестве примера используется сеть, состоящая из Банка Standard Chartered и центра резервного хранилища данных (рис. 1).
рис. 1
Банк Standard Chartered имеет филиал в Сиднее. Оттуда ежедневно передаются счета и информация о транзакциях размером в 25 Мб в центр резервного хранилища данных в Вашингтоне. Филиал и центр резервного хранилища данных соединены сетью FrameRelayс временем задержки 5 мс. Время для передачи файла в 25 Мб через связь Т1 оценивается приблизительно в 130 с. Для передачи файла требуется очень большое время, поэтому было решено усовершенствовать связь с FrameRelay путем перехода к связи Т3, предполагая, что задержка вызвана недостаточной шириной полосы пропускания. Такое расширение полосы пропускания не дало желаемых результатов. Поэтому мы вернемся к связи Т1 и увеличим размер окна ТСР с изначальных 8К до 65К.
Теоретически, передача файла 25 Мб через связь Т1 не должна занять более 130 с. Необходимо запустить прогон на час модельного времени и узнать реальное время передачи файла.
Как видно из графика на рисунке 2, реальное время отклика близко к 520 с. Это намного больше, чем его теоретическая оценка и поэтому можно предположить, что линии Т1 не хватает для пересылки такого большого файла.
Для сокращения времени передачи требуется изменить связь между маршрутизаторами и каналом Frame Relay от Т1 к Т3.
LlTCP_Window_Size-Wjndow_Size_8K_WAN_Li...
Ftp.Upload Response Time (sec)
600
500 •
400
300
200
100
в
Om 10m 20m 30m 40m SOm 60ni
рис. 2
Дублируем сценарий и измененяем связь от маршрутизаторов к Frame Relay на Т3.
После завершения всех изменений в сети, запустим прогон на один час модельного времени, чтобы увидеть, ведет ли изменение полосы пропускания к улучшению времени отклика. После этого необходимо сравнить времена отклика Ftp. Теоретически изменение связи уменьшит время отклика приложения.
Q Ftp,Upload Response Time (sec) — a ^^B
600
500
■400
I TCP_Window_Size- Window_&ze_8K_WAN_Unk_T i-qes-i I TCP_Whdow_Kre-Window _Sbe_8K_WAN _Link_T 3-DES-1 Ftp.Upload Response Tme (sec)
200
100
0 j---1-]-1-J-
0m 10m 20m 30m 40гл SOm 60m
рис. 3
Как видно из рисунка 3, в результате изменения связи время отклика снизилось приблизительно от 520 с до 445 с. Результаты показывают, что полоса пропускания не является причиной большого времени загрузки.
Вернемся к связям Т1 и увеличим размер окна TCP от 8К по умолчанию до 65К, как показано на рис. 4.
II
(TCP Parameters) Table
Mribute Value Ж.
Host Operating System Windows 7
Flavor New Reno _
Maximum Segment Size (frytes) Auto-As signed
Receive Buffer (bytes) £5535 <-
Receive Buffer Adjustment Windows Based
Receive Buffer Usage Threshold (of RCV BUFF) 0 D
Delayed ACK Mechanism Segment/Clock Based
Maximum ACK Delay (sec) 0.200 9
It trw .
Details
Promote
OK
Cancel
рис. 4
Результаты моделирования всех сценариев приведены на рисунке 5:
Ii
wo
5G0
<юо
Ftp.Upioad Response Time (sec) ~
I TCP_Window_Size -Window_Size_8K_WAN_Unk_T 1 -DES -1 I TCP_Windom_Si2e -Window _5iie_SK_WAN_Link_T 3 -DES • 1 TCP_Windonv_Size -Window_Size_6 5K _W AN _L n k_T H)ES -1 Ftp.Upioad Response Time (sec)
300
200
10G
° 1-1-1-1-1-1-1
От 10т 20т 30т -40т 50т 60т
рис. 5
В данной статье описано, как не изменяя пропускной способности линии связи добиться повышения ее производительности, что является немаловажным на сегодняшний день, так как это не связано с затратами на оборудование._
Повышение пропускной способности линии связи приводит к некоторому уменьшению времени отклика приложений, что подтверждается проведенными исследованиями. А именно, при размере окна TCP8K и скорости подключения T1 имеем время отклика приложения при загрузке по FTP-520 секунд. При изменении скорости подключения до T3 и размере окна TCP8K имеем время отклика при загрузке по FTP-порядка 445 секунд. Далее при изменении скорости подключения обратно к T1 и размере окна 65К получаем время отклика приложения порядка 160 секунд.
Полученные результаты показывают, что пропускная способность каналов связи не была причиной высоких значений времени отклика. Увеличивая размер окна ТСР от 8К до 65К, и оставляя прежней пропускную способность линии связи, можно добиться снижения времени отклика приложения в 3 и более раз.
Использованные источники:
1. Блек Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы / Пер. с англ. -М.:Мир, 1990. -506с.
2. Камер, Д.Э. Сети TCP/IP, том 1. Принципы, протоколы и структура, 4-е изд. / Д.Э.Камер-М.: Издательский дом «Вильяме», 2003 880 с.
3. A Markovian model for the stationary behavior of TCP / S.Fortin, B.Sericola; Technical Report. IRISA-INRIA, France.- 2001, RR 4240.-31 p.
