Έλεγχος Συμφόρησης TCP
Δίκτυα Υπολογιστών
Χειμερινό Εξάμηνο 2008-2009
Μαρία Κουτσογιαννάκη
Λόγοι συμφόρησης
Ο Host A στέλνει στο δίκτυο δεδομένα με μέσο ρυθμό λin= #bytes/sec
O Host B στέλνει στο δίκτυο δεδομένα με μέσο ρυθμόλin = #bytes/sec
O Router εξυπηρετεί με ρυθμό C
Λόγοι συμφόρησης – Απλό Σενάριο
Θεωρούμε απεριόριστο buffer οπότε τα πακέτα δενχάνονται (δεν έχουμε retransmissions)
Ο ρυθμός αποστολής λin παρουσιάζει διακυμάνσεις. Ημέση του τιμή φαίνεται στο γράφημα. Ο μέσος ρυθμόςμε τον οποίο λαμβάνει η εφαρμογή στο άλλο άκρο είναιλout
Λόγω ελέγχου ροής του TCP λin= λout
Λόγω ύπαρξης του B, ο routerδεν μπορεί να εξυπηρετήσει τονΑ με ρυθμό μεγαλύτερο από C/2
Λόγοι συμφόρησης – Απλό Σενάριο
Ο Host Α όταν στέλνει στο δίκτυο με ρυθμό λin κοντά σταόρια C/2 δημιουργεί καθυστέρηση των πακέτων του
Στιγμιαίο λin ≠ στιγμιαίο λout τα πακέτα καθυστερούνστον buffer του router
Η από άκρο-σε-άκρο καθυστέρηση των πακέτων τηςεφαρμογής για τον Host A:
Λόγοι συμφόρησης
Αν ο buffer είναι πεπερασμένος, αύξηση τηςκαθυστέρησης στην ουρά του buffer υπερχείλιση
Υπερχείλιση αναμετάδοση χαμένων πακέτων από τοTCP δημιουργία επιπλέον κίνησης στον ήδηcongested router
Συμφόρηση!
Έλεγχος Συμφόρησης TCP
Το TCP κάνει έλεγχο ροής όχι μόνο για το καλό τηςεφαρμογής αλλά και για το καλό του δικτύου
LastByteSent - LastByteAcked <= min{CongWin, RcvWin}
Το παράθυρο συμφόρησης μειώνεται όταν ο αποστολέαςανιχνεύσει συμφόρηση, δηλαδή όταν:
λάβει 3 γνωστοποιήσεις για το ίδιο πακέτο
λήξει ο μετρητής timeout
Αλγόριθμος ελέγχου συμφόρησης (1/2)
Αρχικοποίηση παραθύρου συμφόρησης και ενός κατωφλίου ssthresh
CongWin = Maximum Segment Size (maximum IP datagram size)
Threshold ssthresh<=advertised window
Φάση αργής εκκίνησης
Το CongWin αυξάνεται εκθετικά σε κάθε κύκλο μετάδοσης RTT (διπλασιάζεται)μέχρι ένα κατώφλι ssthresh
Φάση αποφυγής συμφόρησης
Το CongWin όταν υπερβεί το ssthresh αυξάνει κατά 1 MSS ανά RTT
Αντίδραση σε συμβάντα λήψης 3 ίδιων ACK
Reno: CongWin’ = CongWin/2, ssthresh = CongWin/2, φάση αποφυγής σύγκρουσης
Tahoe: CongWin’ = 1 MSS, ssthresh = CongWin/2, φάση αργής εκκίνησης
Αντίδραση σε συμβάντα λήξης χρόνου
Reno, Tahoe: CongWin’ = 1 MSS, ssthresh = CongWin/2, φάση αργής εκκίνησης
Αλγόριθμος έλεγχου συμφόρησης (2/2)
Tahoe
Reno
Μοντελοποίηση καθυστέρησης TCP – χωρίςσυμφόρηση
Λανθάνουσα καθυστέρηση (latency) L:
Χρόνος εκκίνησης TCP – χρόνος λήψης αιτούμενουαντικειμένου
RTT
RTT
2 RTT + O/R
Μοντελοποίηση καθυστέρησης TCP – με στατικόπαράθυρο συμφόρησης
Ο εξυπηρετητής δέχεται ACK ενός segment πρινολοκληρώσει τη μετάδοση του πρώτου παραθύρου
2 RTT + O/R
Μοντελοποίηση καθυστέρησης TCP – με στατικόπαράθυρο συμφόρησης
Ο εξυπηρετητής μεταδίδει το πρώτο παράθυρο και περιμένειένα ACK για να μπορέσει να μεταδώσει το επόμενο τμήμα
2 RTT + O/R
S/R + RTT - W S/R
* (O/W ) - 1
Latency = 2 RTT + O/R + (K-1)[S/R + RTT - W S/R]
Μοντελοποίηση καθυστέρησης TCP – με δυναμικόπαράθυρο συμφόρησης
Ασκήσεις
Από Δικτύωση Υπολογιστών James Kurose, Keith Ross
Σελ 287 άσκηση 26
Σελ 288 άσκηση 31