А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 79

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 79)

Возникновение SWSОписанный синдром может также порождаться и принимающей стороной,которая анонсирует чересчур маленькие окна. Таким образом, для преодо!ления этих ситуаций, необходима модификация алгоритмов TCP как дляотправления, так и для приема данных. Клегко избежать,обязав модули выполнять следующие правила:1. Принимающая сторона не должна анонсировать маленькие окна.

Го!воря более конкретно, адресат не должен анонсировать размер окна,www.books-shop.com416Глава 6.сети в операционной системе UNIXбольший текущего (который скорее всего равен 0), пока последний неможет быть увеличен либо на размер максимального сегмента(Maximum Segment Size, MSS), либо на 1/2 размера буфера приема, взависимости от того, какое значение окажется меньшим.2. Отправитель должен воздержаться от передачи, пока он не сможет пе!редать сегмент максимального размера или сегмент, размер которогобольше половины максимального размера окна, который когда!либоанонсировался принимающей стороной.Однако как мы уже заметили, анализируя причины возникновения SWS,поспешные подтверждения полученных данных сыграли не последнююроль в этом процессе. С одной стороны, немедленное подтверждение по!зволяет постоянно держать отправителя "в курсе дела", тем самым избегаяненужных повторных передач.

Подтверждение также приводит к смеще!нию окна, и таким образом, позволяет отправителю продолжить передачуданных. С другой стороны, немедленное подтверждение может привести квозникновению SWS и дополнительным накладным расходам.Хорошим компромиссом между немедленным и отложенным подтвержде!нием можно считать следующую схему. При получении сегмента адресатне отправляет подтверждение, если, во!первых, сегмент не содержит флагаPSH (дающего основание полагать, что вслед за полученным сегментомвскоре последуют дополнительные данные), и, во!вторых, отсутствует не!обходимость отправки обновленного значения окна.Тем не менее получатель должен установить таймер, который позволитпослать подтверждение, если в передаче данных произошел определенныйперерыв, что может быть вызвано, например, потерей сегментов.Медленный стартСтарые реализации TCP начинали передачу, отправляя сегменты в преде!лах предлагаемого окна, не дожидаясь подтверждения.

Это вызывалорост трафика в сети и могло привести к переполнению, врезультате которого часть сегментов отбрасывалась и требовалась повтор!ная передача.Алгоритм, направленный на избежание подобной ситуации, получил на!звание медленного старта (slow start). Основная идея, лежащая в основеэтого алгоритма, заключается в том, что на начальном этапе передачи сег!менты должны отправляться со скоростью, пропорциональной скоростиполученияРеализация этого алгоритма предусматривает использование дополнитель!ного к рассмотренным ранее окна отправителя — окна переполнения(congestion window). При установлении связи с адресатом значение этогоокнаустанавливается равным одному сегменту (значению MSS,анонсированному адресатом, или некоторому значению по умолчанию,www.books-shop.comПротоколы транспортного уровня417обычно 536 или 512 байтов).

При вычислении доступного окна отправи!тель использует меньшее из предлагаемого окна и окна переполнения.Каждый раз, когда отправитель получает подтверждение полученного сег!мента, его окно переполнения увеличивается на величину этого сегмента.Легко заметить, что предлагаемое окно служит для управления потоком состороны получателя, в то время как окно переполнения служит для управ!ления со стороны отправителя.

Если первое из них связано с наличиемсвободного места в буфере приема адресата, то второе — с представлениемо загрузке сети у отправителя данных.Обычно предлагаемое окно больше одного сегмента, поэтому отправительпередает один сегмент и ожидает подтверждения. Когда подтверждениеприходит, он увеличивает значение окна переполнения до двух сегментов,таким образом, два сегмента разрешены к передаче.

После того как полу!чение каждого из этих сегментов подтверждено, размер окна переполне!ния становится равным четырем сегментам. Можно показать, что по мереотправления сегментов и получения подтверждений размер окна перепол!нения растет экспоненциально, соответственно растет и эффективная ско!ростьНачиная с некоторого значения скорость передачи достигнет эффективнойпропускной способности виртуального канала между источником и полу!чателем, и ее дальнейший рост приведет к потере данных.

Начиная с этогомомента, включается механизм устранения заторов, который будет обсуж!ден ниже.Устранение затораПереполнение, или затор, может возникнуть в сети по многим причинам.Например, если данные поступают к шлюзу по высокоскоростному каналуи должны быть переданы в низкоскоростной канал.

Или данные несколь!ких каналов мультиплексируются в один канал, пропускная способностькоторого меньше суммы входящих. Во всех этих случаях неизбежна потеряпакетов.Алгоритмы, позволяющие избежать заторов, основываются на предполо!жении, что потеря данных, вызванная ошибками передачи по физическойсреде, пренебрежимо мала (гораздо меньше 1%). Следовательно, потерявывести формулу изменения размера окна, предполагая, что время передачи данныхот отправителя к получателю и обратно (Round Trip Time,гораздо больше времени пе!редачи сегмента отправителем.

Здесь параметр sz равен размеру сегмента (например,cwndo = sz= cwndo +===www.books-shop.comГлава 6.в операционнойUNIXданных свидетельствует о заторе, произошедшем где!то на пути следова!ния пакета. В свою очередь, о потере данных отправитель может судить подвум событиям: значительной паузе в получении подтверждения или полу!чении дубликата(ов) подтверждения.Хотя устранение затора и медленный старт являются независимыми меха!низмами, каждый из которых имеет свою цель, обычно они реализуютсясовместно. Для их работы необходимо два дополнительных параметра вир!туальногоокно переполнения cwnd и порог медленного стартаssthresh.

Работа комбинированного алгоритма определяется следующимправилам:1. Начальные значения cwnd и ssthresh инициализируются равнымиразмеру одного сегмента и 65535 байтов соответственно.2. Максимальное количество данных, которое может передать отправи!тель, не превышает меньшего из значений окна переполнения и пред!лагаемого окна.При возникновении затора (что определяется по тайм!ауту или полу!чению дубликатов подтверждений) параметр ssthresh устанавливает!ся равным половине текущего окна, но не меньше размера двух сег!ментов. Если же свидетельством затора является тайм!аут, то дополни!тельно размер cwnd устанавливается равным одному сегменту, или,другими словами, включается медленный старт.4. Когда отправитель получает подтверждение, он увеличивает размерcwnd, однако новый размер зависит от того, выполняет ли модульмедленный старт или устранение затора.Если значение cwnd меньше или равно ssthresh, то TCP находится в фа!зе медленного старта, в противном случае производится устранение затора.Таким образом, режим медленного старта продолжается до тех пор, покаэффективная скорость передачи не достигнет половины скорости, при ко!торой был обнаруженПосле этого включается процедура устране!ния затора.Как мы только что видели, медленный старт начинается с отправленияодного сегмента, затем двух, затем четырех и т.

д., что порождает экспо!ненциальный рост размера окна. В фазе устранения затора вычислениеДля простоты мы рассматриваем несимметричный виртуальный канал, в котором данныепередаются в одну сторону, а управляющие сообщения (подтверждения, обновления окнаи т. д.) передаются в обратную сторону. Эти рассуждения легко могут быть распростране!ны и на случай полнодуплексного канала, когда каждая из сторон одновременно являетсяи получателем и отправителем данных.Поскольку скорость передачи определяется текущим окном, половина размера окна, со!храненная в ssthresh, определяет 1/2 скорости, при которой произошел затор.www.books-shop.comПротоколы419уровнянового значения cwnd производится по следующей формуле при каждомподтверждении=+Таким образом, формула дает зависимость роста размера окна, при кото!рой максимальная скорость приращения составит не более одного сегмен!та за время передачи данных туда и обратно (Round Trip Time,неза!висимо от того, сколько подтверждений было получено.

Это утверждениелегко доказать. Допустим, в какой!то момент времени размер окна состав!лялТогда отправитель может передать максимумсегмен!тов размером sz, на которые он получит такое же число подтверждений.Можно показать, чтоcwndn+icwndn +=+ szНа рис. 6.16 показан рост окна переполнения при медленном старте и по!следующем устранении затора.

Заметим, что переход в фазу устранениязатора происходит при превышении размером окна порогового значенияssthresh.Рис. 6,16. Рост окна переполне%ния при медленном старте и устра%нении затораПовторная передачаДо сих пор рассматривалось получение дублированных подтверждений каксвидетельство потери сегментов и затора в сети.

Характеристики

Список файлов книги