Jak oszacować przepustowość TCP między serwerami
Właśnie zakupiłeś Wzór na obliczanie przepustowości TCP
Przepustowość TCP (bity/s) = rozmiar okna TCP (bity) / opóźnienie w obie strony (s) Przeanalizujmy to na prostym przykładzie. Mamy gigabitowe łącze Ethernet między serwerami z opóźnieniem w obie strony wynoszącym 30 ms. Musimy wysłać duży plik z jednego serwera do drugiego za pośrednictwem protokołu FTP. Jakiej rzeczywistej przepustowości możemy się spodziewać?
Najpierw należy przekonwertować rozmiar okna TCP z bajtów na bity. W tym przypadku użyjemy standardowego rozmiaru okna TCP maszyny Windows 64 KB = 65 536 B = 65 536 * 8 = 524 288 bitów. Następnie należy przekonwertować rozmiar okna TCP z bajtów na bity.
Następnie należy wziąć rozmiar okna TCP w bitach i podzielić go przez opóźnienie kołowe kanału, wyrażone w sekundach. Dla celów tych obliczeń, 30 ms zamienia się w 0,030 s. Maksymalny rozmiar okna TCP wynosi 0,030 s.
Maksymalna przepustowość TCP = 524 288 bitów / 0,030 s = 17 476 266 bps = 17,4 Mbps Mimo gigabitowego połączenia Ethernet między dwoma serwerami, nie można oczekiwać więcej niż 17 Mbit/s podczas przesyłania plików.
Jak możemy przyspieszyć sieć? Odpowiedź jest oczywista: zwiększyć rozmiar okna TCP i/lub zmniejszyć opóźnienie sygnału.
Wynegocjowanie większego rozmiaru okna TCP wymaga indywidualnej ręcznej konfiguracji każdego serwera. To z kolei prowadzi do następującego pytania: jaki jest optymalny rozmiar okna TCP? Aby się tego dowiedzieć, konieczne jest wykonanie odwrotnych obliczeń w oparciu o przepustowość.
Rozmiar okna TCP (bajty) = rozmiar okna TCP (bity) / 8 = przepustowość (bity/s) * opóźnienie w obie strony (s) / 8 W powyższym przykładzie dla gigabitowej trasy Ethernet między serwerami z opóźnieniem w obiegu wynoszącym 30 ms otrzymujemy następującą wartość: 1.000.000.000 bitów/s * 0,030 s = 30.000.000 bitów / 8 = 3.750.000 bajtów.
Innymi słowy, jeśli skonfigurujesz oba serwery dla okna TCP o wielkości 3750 KB, połączenie FTP całkowicie wypełni przepustowość i osiągnie przepustowość 1 Gbit/s. > Należy pamiętać, że zwiększenie rozmiaru okna TCP ma swoje wady.
Po pierwsze, będzie wymagać więcej pamięci do buforowania serwerów, która jest potrzebna do przechowywania niepotwierdzonych danych w przypadku ich obecności.
Po drugie, zwiększony rozmiar okna TCP może skutkować większą liczbą utraconych pakietów, co z kolei wymaga ponownego wysłania całego okna. Może to mieć negatywny wpływ na wydajność. Aby rozwiązać ten problem, stos TCP/IP serwera może aktywować opcję "selektywnego potwierdzania", która jest domyślnie wyłączona.
Aby rozwiązać ten problem, akceleratory WAN - globalne pedały gazu sieciowego - mogą być umieszczone na obu końcach linii. Mogą one wykonywać następujące czynności: - otworzyć powiększone okno TCP; - zapewniać możliwość precyzyjnej optymalizacji protokołu TCP (np. selektywne potwierdzanie tylko między pedałami gazu); - wymagać specjalnej konfiguracji.
- nie wymagają specjalnej konfiguracji serwera ani dodatkowej pamięci buforowej; - mogą korzystać ze specjalnych funkcji protokołu TCP
- mogą wykorzystywać specjalne funkcje warstwy aplikacji modelu OSI (warstwa 7 - dostęp do usług sieciowych) w celu zmniejszenia opóźnień kołowych.
Chcesz zmniejszyć opóźnienie sygnału? Czy w zasadzie można to zrobić? Ponieważ nie możemy pokonać prędkości światła, nie możemy wpływać na to, ile czasu zajmuje sygnałowi pokonanie określonej odległości. Najlepszym sposobem na optymalizację całego systemu jest zainstalowanie akceleratora WAN na każdym końcu linii, który przesyła odebrane pakiety TCP do lokalnego serwera, "oszukując" go w ten sposób co do rzeczywistej szybkości transferu danych. Zamiast czekać na opóźnioną odpowiedź ze zdalnego serwera, lokalny serwer otrzymuje natychmiastowe potwierdzenia z pedału gazu. Oszczędza nam to konieczności dostosowywania rozmiaru okna TCP na samych serwerach. Para urządzeń WAAS wykorzystuje zwiększony rozmiar okna TCP i selektywne potwierdzenia w całym segmencie linii.
Ponadto, WAAS skutecznie oczyszcza strumień TCP z nadmiarowych danych, zapewniając niezwykle wysoki poziom kompresji (zagęszczenia). Każdy pedał gazu zapamiętuje poprzednio przeglądane dane. Jeśli zduplikowany fragment pojawi się ponownie, jest on usuwany i zastępowany maleńkim 2-bajtowym znacznikiem. Ten niewielki znacznik jest rozpoznawany przez zdalny pedał gazu, który wstawia oryginalny fragment danych w jego miejsce przed wysłaniem Wzór na obliczenie optymalnego rozmiaru okna TCP
Opóźnienie
