Net1 (Контрольная работа 1), страница 2

Еслипотеря пакета произошла при значении CongWin, равном 20 Кбайт, то последнее будет«урезано» до 10 Кбайт. В случае потери еще одного пакета значение CongWin станетравным 5 Кбайт. Уменьшение размера окна перегрузки может происходитьмногократно, однако значения CongWin, меньшие максимального размера сегмента(MSS), не допускаются.Отсутствие перегрузок, или потерь пакетов, указывает на вероятность присутствияна линии связи неиспользуемых ресурсов и является побудительным мотивом дляувеличения скорости передачи источника. Нарастание скорости происходитмедленно и плавно; протокол TCP «прощупывает» свободные ресурсы на путисоединения. Каждый раз при получении квитанции значение CongWin немногоувеличивается. Таким образом, TCP осуществляет аддитивное увеличение скоростипередачи при отсутствии перегрузок в сети и мультипликативное уменьшениескорости передачи при наличии перегрузок.Примеры динамики одиночного потокаСкорость отправки для одиночного потокаНасколько большим должен быть буфер?Комментарии для одиночного потока:1.

Окно увеличивают, сокращают в соответствии с AIMD2. … пробировать как много байт канал еще может вместить3. Пилообразное поведение – нормальная форма динамики4. Скорость отправки постоянная5. … Если у нас есть достатоно буферного пространства (RTTxC)32. Управление перегрузкой: AIMD с несколькими потокамиОдин поток vs много потоковИнтуитивная геометрическая интерпретацияИнтерпретация уравнения скорости:R  =  √312 RTT √p Комментарии для нескольких потоков1. Окно увеличивают/сокращают в соответствии с AIMD2. … пробировать как много байт канал еще может вместить3. В «узком месте» будут скапливаться пакеты разных потоков4. Скорость отправки меняется в зависимости от размера окна5.

AIMD очень чувствителен к частоте потери пакетов6. AIMD ущемляет потоки с большим RTT33­37. Управление перегрузкой: TCP TahoeПроблема:Управление перегрузкой: поддержка скорости передачи данныхтак, чтобы не перегружать сеть и не терять производительностьТСР история● 1974 ­ 3­х кратное рукопожатие● 1978 ­ ТСР разделяют на ТСР и IP● 1986 ­ Интернет страдает от перегрузок● 1987 ­ Ван Якобсон предлагает TCP Tahoe●1990 – Добавляются режимы быстрого восстановления и быстрой повторнойпередачи (Reno)ТСР Pre­Tahoe● Получатель устанавливает размер окна управления потоком (размер скользящегоокна)● Отправитель шлет пакеты, число которых полностью соответствует этому размеру● На каждый пакет устанавливается таймер● Проблема: что будет если размер окна превышает пропускную способность сети?Окно перегрузки (TCP Tahoe)● Устанавливается FCWND (Flow Control WND)● Оценивают размер CWND (Congestion Window)● Окно отправителя = min (FCWND, CWND)● Разделение фазы управления перегрузкой на две○ Медленный старта○ Избежание перегрузки ­ стабилизацияМедленный стартПри установлении TCP­соединения начальным значением переменной CongWinявляется величина MSS; следовательно, начальная скорость передачи источникасоставляет MSS/RTT, где RTT — время оборота для соединения. Например, если MSS =500 байт, a RTT = 200 мс, то начальная скорость передачи соединения равнаприблизительно 20 Кбайт. Поскольку максимально возможная скорость передачизначительно превосходит величину MSS/RTT, линейное увеличение начальной скоростинерационально, так как этот процесс тянется слишком долго. Для решения проблемы наначальном этапе вместо линейного увеличения используется экспоненциальноеувеличение, то есть значение CongWin возрастает вдвое после каждого истечениявремени оборота. Экспоненциальный рост продолжается до первой потери пакета, послечего значение CongWin уменьшается вдвое и в дальнейшем увеличивается по линейномузакону. Итак, в первой фазе, называемой медленным стартом, источник начинаетпередачу с низкой скоростью, которая растет по экспоненциальному закону. Подобныйрост обеспечивается следующим образом.Сначала источник отсылает первый сегмент; если не происходит его потери, топри получении квитанции значение CongWin увеличивается на величину MSS. Этопозволяет передать во втором периоде не один, а два сегмента максимального размера;при получении квитанций для каждого из этих сегментов значение CongWin вновьувеличивается на MSS. Таким образом, на третьем «проходе» источник можетосуществить передачу не двух, а четырех сегментов, и т. д. Каждая получаемаяквитанция увеличивает CongWin на значение MSS. Эта процедура продолжается допервой потери сегмента. Таким образом, в фазе медленного старта происходит быстроенарастание скорости передачи за счет изменения ширины окна перегрузок.Избежание перегрузки● Медленный старт○ CWND = MSS○ Увеличиваем окно на MSS○ Экспоненциально увеличиваем окно, прощупывая возможность сети○ «медленный» по сравнению с предыдущим алгоритмом● Избежание перегрузки○ Увеличиваем окно перегрузки только на MSS^2 / CWND при каждомподтверждении○ За каждый RTT увеличиваем окно на MSS○ Линейный ростСтратегия Tahoe● Две фазы:○ Используя медленный старт, быстро нащупать доступную пропускнуюспособность сети○ Приблизившись к насыщению, перейти в режим избегания перегрузки, оченьосторожно пробируя возможность роста● Три случая:○ Ускорение прихода уведомлений – передача данных идет хорошо○ Повторные уведомления – где­то возникает задержка/потеря данных○ Time_out – что­то работает не так как надоДиаграмма состояний TCP TahoeМожет  возникнуть  вопрос, почему при потере пакета CWND делается равным 1, ане  CWND­1  или  CWND/2?  Ведь  эффективность  канала  максимальна  при  наибольшем,возможном  значении  CWND. Если произошла  потеря пакета из­за переполнения буфера,оптимальное  значение  CWND  может  быть  выбрано  лишь  при  исчерпывающем  знаниипрогноза  состояния  виртуального  канала.  Постольку  такая  информация  обычнонедоступна,   система  переходит  в  режим  освобождения  буфера  (CWND=1).

  Ведь  еслипотеря  была  связана  с   началом  сессии  обмена  с  конкурирующим  клиентом,  операцияCWND=  CWND­1  проблему  не  решит.  А  потеря  пакета  вызовет  таймаут  и  канал  будетблокирован минимум на 1 секунду, что вызовет резкое падение скорости передачи.Оценка time_out● RTT измерение критично для оценки time_out○ Если слишком коротко – впустую тратим ресурсы сети на повторныепередачи, «ломаем» медленный старт○ Если слишком длинный – зря тратим ресурсы на ожидание● Возможность –○ RTT меняется очень динамично○ RTT сильно зависит от загрузки (load) сетиPre Tahoe time_out● r – начальная оценка RTT из соображений здравого смысла● m – измерение RTT для последнего подтвержденного пакета● Вычисляем взвешенное среднее  r = αr + (1­α)m● Timeout= βr, где β = 2TCP Tahoe time_out● r – начальная оценка RTT из соображений здравого смысла● m – измерение RTT для последнего подтвержденного пакета● Вычисляем взвешенное среднее  g = αg + (1­α)m, где α~ 0.25● Ошибка  e = m­r● r = r + ge, где g – EWMA (e.g. 0.25)● измеряем вариацию  v = v + g(|e| ­ v)● time_out = r + βv, где β = 4.● экспоненциально увеличиваем time_out в случае перегрузкиПринципы самонастройки● Отправлять данные только после того, как предыдущие покинули сеть● Посылать данные только при получении уведомления● Посылать уведомления агрессивно – это важный сигнал.