3.6.5 Контроль перегрузки сети

Загруженность сети на транспортном уровне определяется в основном выбором двух параметров.

Это выбор тайм аута, ожидания очередной квитанции и размером скользящего окна.

Пии выборе величины времени ожидания должны учитываться скорость и надежность линни связи.

Тайм аут не доджен быть слишом коротким, иначе будет многократная повторная передача. Они снижают полезную пропускную способность передачи.

Он не дожен быть слишком длинным, иначе будет долний простой, связанный с ожиданием ''несуществующей'' квитанции.

В протоколе TCP тайм аут определяется с помощью достаточно сложного адаптивного алгортма выбора этого тайм аута.

При каждой передаче засекается время от момента сегмента до прихода квитанции о егь приеме.

Получаемые значения оборота усредняются с весовыми коэффициентами.

Это делается чтобы усилить влияние последних замеров.

в качестве тайм аута выбирается среднее врем оборота и умножают на некоторый коэффициент. Прктика показывает что значение этого коэффициента должно превышать 2.

Размер окна приема связан с наличием в данный момент местом в буфере у принимающей стороны.

Поэтому окна прикма на разных концах соеденения имеют разный размер.

Наприемер сервер, обладающий боьшим буфером, пошлет клиенту окно больше, чем клиенту серверу.

В зависомости от состояния сети то одна, то другая стороны могут объявлять новые значения окон приема, либо уменьшая либо увеличивая их.

Величной окна можно влиять на загрузку сети.

Чем оно боьше, тем больше порция неподтвержденных данных может быть посланна.

Но если количество данных бодьше, чем может принять TCP, оно отбрасываются.

Это ведет к лишним перессылкам информации, ненужной росту нагрузки на сеть и TCP.

Малое окно может резко ограничить передачу данных.

Что бы избежать этого, при установлении соединения заявляется большое окно, н впоследствии его размер уменьшается.

Возможен и противоположный алгоритм, чаще использующийся.

В ряде реализаций TCP получателю предлагается откладывать реальные изменения окна пока свободное место не составит 20-40% от максимального объема буфера.

Управлять размером окна приема могут обе стороны.

Признаком перегрузки TCP является возникновение очередной на промежуточных узлах и на конечных узлах.

При переполнении приемного буфера, перегруженый модуль посылает квитанцию и помещает в нее новый уменьшеный разме окна.

Если он совсем отказывается от приема, посылается нулевое окно.

После приема нулевого окна, отправитель время от времени посылает контрольные окна. Если приемник готов принимать информацию, приемник посылает квитанцию с указанием окна ненулевого размера.

ЛЕКЦИЯ 9

3.7 Законы регулирования скользящего окна TCP

3.7.1 Законы изменения размеров окна в процессе обмена

3.7.2 Законы изменения окна в начале соединения.

3.7.3 Реакция на истечение интервала ожидания

3.8 Моделирование задержек протокола TCP

3.8.1 Статическое окно перегрузки.

3.7 Законы регулирования скользящего окна TCP

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

Изучим работу ряда конкретных алгоритмов настройки скоьзящего окна и разработаем матемаетические модели для расчета конкретных временных показателей и задержек передачи, возникающих при перегрузке.

Это позволит в дальнейшем решать задачи по расчету и оптимизации сетевой производительности сетевой производительности.

В алгоритме TCP контроля выделяется три основные составляющие котлрые осуществляют регулирования размеров окна:

1)Аддитивное увеличение совместно с мультИПликативным уменьшением в процессе передачи.

2)Медленный стар в начале соединения.

3)Реакция на истечение тайм аута ожидания квитанции.

3.7.1 Законы изменения размеров окна в процессе обмена.

СУЩНОСТЬ МЕХАНИЗМА

Основной идеей заключается снижение скорости передачи источника путем уменьшения размера его окна при потере пакета.

Конечный эффект заключается в снижении трафика, проходящего черех перегруженный маршрутизатор и как следствие в ослаблении перегрузки.

МУЛЬТИПЛИКАТИВНОЕ УМЕНЬШЕНИЕ

В протоколе TCP используется мультИПликативное уменьшение означающее уменьшение размера окна при потере пакета.

Ес ли потеря пакета произошла в окне, равном 20 кбайт, то оно будет ''урезано'' до 10кбайт.

Если не помогло, до 5 кбайт.

Умеьшение окна перегрузки может происходить многократно, однако значения, меньшие максимального размера сегмента MSS - Maximum Segment Size не допускается.

MSS зависит от реализации протокола TCP и определятся операционной системой.

Часто МСС конфигурируют т, чтобы избежать в дальнейшем ИП ' фрагментации, возникающей, если сегмент не уменьшается а кадр канального уровня.

Например для Ethernet максимальный размер составляет 1500 байт.

АДДИТИВНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ ОКНА

При отсутствии перегрузок окно должно увелчиваться, тем самым увеличивается скорость передачи, но происходить это должно медленно и плавно.

Для этого каждый раз при своевременном приходе квитанции TCP увеличивает окно на величину MSS.

Такое увеличение называется линейным.

Учитывая характер регулирования, алгоритм контроля перегрузок протокола TCP часто так и называют AIMD _ аддитивное увеличение и мультИПликативное уменьшение.

В реальных версиях протокола, процесс сложнее чем на рисунке.

При потере пакета сначала остановится равным MSS и лишь затем достигает половины иходногь значения.