Настройка параметров TCP/IP для эффективного использования на высокоскоростных сетях.

Настройка параметров TCP/IP является важным шагом при подключении компьютеров к сети. В зависимости от размера каналов и требований к пропускной способности, необходимо подобрать оптимальные значения параметров, которые позволят достичь быстрой и стабильной передачи данных.

Одним из таких параметров является размер окна передачи (receive window size) — это количество пакетов, которые может принять узел перед тем, как подтвердить их успешное получение. Зависимость этого параметра от пропускной способности канала и задержек может быть описана следующим образом: чем больше пропускная способность и меньше задержки, тем больше размер окна передачи можно выбрать.

В зависимости от желаний и требований качества связи, можно использовать различные алгоритмы оптимизации передачи данных на толстых каналах. Одним из таких алгоритмов является выборочное подтверждение (Selective Acknowledgement). При использовании этого алгоритма, узел не подтверждает каждый пакет по отдельности, а только пакеты, которые не были успешно доставлены. Это позволяет снизить нагрузку на сеть и повысить скорость передачи данных.

Для успешной настройки параметров TCP/IP на толстых каналах также необходимо учесть особенности работы маршрутизаторов. Эти узлы играют важную роль в процессе маршрутизации пакетов и могут влиять на пропускную способность и стабильность подключения. Приступая к настройке, следует подумать о возможном использовании расширений TCP/IP-стека, которые позволяют избежать проблем с нестабильными каналами или высокими задержками.

Один за всех — все за одного

Однако, параметр MTU есть не единственный, который можно оптимизировать. Ряд других параметров также позволяют улучшить производительность на толстых каналах. Один из таких параметров — MSS (Maximum Segment Size), который определяет максимальный размер сегмента данных.

При оптимизации параметра MTU можно учесть несколько характеристик канала. Например, если нас интересует только локальная передача, то можно выбрать большое значение этого параметра. Однако, в случае, когда данные будут передаваться по черным каналам или через сеть с выборочным потерями пакетов, можно подумать о том, чтобы выбрать меньшее значение MTU.

В случае, когда данные передаются сегментами, зависимость от параметра MSS также имеет значение при оптимизации передачи данных. Меньшее значение MSS позволит уменьшить размер сегмента. Однако, стоит помнить, что при этом может увеличиться количество отправляемых пакетов и, соответственно, увеличится время передачи.

Время работающее против нас

Одной из особенностей протокола TCP/IP является его зависимость от подтверждения (acknowledgement) при передаче данных. При отправке пакетов данных TCP/IP-стек ждет подтверждения о получении данных от удаленного узла, прежде чем продолжить передачу следующих пакетов. Это сделано для обеспечения надежности передачи данных и предотвращения их потери.

В результате, время, затраченное на передачу данных, может оказать существенное влияние на производительность сети. Если задержка передачи данных достигает нескольких секунд, то количество успешно переданных пакетов будет значительно меньше, чем при небольшой задержке.

Алгоритм автоматического выборочного повышения размера окна (Window Scaling) в TCP/IP-стеке, разработанный Microsoft, называется «оптимизацией окна TCP». Этот алгоритм позволяет увеличить пропускную способность TCP-соединений, зависимо от характеристик сети, таких как задержка и скорость соединения.

Наиболее рекомендуемые значения параметров для толстых каналов состоят в увеличении размера окна TCP, что позволяет увеличить пропускную способность сети. В то же время, рекомендуется уменьшить время ожидания подтверждений, чтобы уменьшить влияние задержки передачи данных.

В свою очередь, маршрутизаторы также играют роль в оптимизации передачи данных по толстым каналам. Они могут быть настроены таким образом, чтобы увеличить размер маршрутизируемых сегментов или позволить выборочное увеличение размера окна TCP для определенных соединений.

Прежде чем приступать к оптимизации

Перед настройкой параметров TCP/IP на толстых каналах, необходимо учитывать несколько важных моментов. Во-первых, автоматическое определение параметров TCP/IP может быть настроено на каждом узле и маршрутизаторе в сети. Оно основано на алгоритме, который учитывает характеристики каналов связи и их пропускную способность.

Во-вторых, прежде чем настраивать параметры TCP/IP, необходимо подумать о желании достичь оптимальной производительности сети и уменьшить время передачи данных через толстые каналы. Настройка параметров TCP/IP может быть успешно выполнена только при выборочной оптимизации, поскольку каждый параметр зависит от характеристик сетей, через которые проходит трафик.

В-третьих, при выборе значения для параметра tcpdelackticks (задержки подтверждения) необходимо учесть зависимость от скорости канала. Чем больше скорость канала, тем больше значение должно быть установлено для данного параметра, чтобы обеспечить оптимальную производительность.

В-четвертых, если у вас возникают проблемы с пропускной способностью, медленной доставкой пакетов, или возникающие проблемы с MTU (максимальной передаваемой единицей), то необходимо приступить к настройке параметра window (размер окна).

В-пятых, рассмотрите настройку параметра acknowledgement (подтверждение) на основе успешной доставки данных. Этот параметр можно изменять в зависимости от стабильности и надежности вашей локальной сети.

В-шестых, помните, что настройка параметров TCP/IP может быть полезной не только на толстых каналах, но и на нестабильных сетях. Настройка параметров TCP/IP может значительно повысить производительность сети и уменьшить задержки при передаче данных.

В-седьмых, перед тем как приступать к настройке параметров TCP/IP, рекомендуется ознакомиться с документацией, предоставленной Microsoft, по настройке TCP/IP для достижения оптимальной производительности на различных типах сетей.

В-заключение, для успешной настройки параметров TCP/IP на толстых каналах необходимо учитывать все вышеперечисленные факторы. Только установка правильных значений каждого параметра и оптимизация TCP/IP позволят достичь желаемых результатов и обеспечить оптимальную производительность сети.

TCP Receive Window

Введение в параметр TCP Receive Window

Параметр TCP Receive Window играет важную роль в оптимизации производительности сетевого соединения. Он определяет количество данных, которое узел может принять без подтверждения от удаленного узла. В данной статье мы рассмотрим, как настроить этот параметр для эффективного использования на толстых каналах.

Зависимость от типа соединения

Значение параметра TCP Receive Window зависит от типа соединения. Например, для медленных каналов, таких как маршрутизаторы через черные дыры, значение может быть увеличено для обеспечения достаточной пропускной способности. В то же время, для быстрых сетей, где потерянные сегменты не являются проблемой, значение параметра может быть снижено для улучшения скорости передачи данных.

Влияние значения параметра

Значение параметра TCP Receive Window имеет прямую зависимость с производительностью соединения. При установке слишком маленького значения, может возникнуть проблема нехватки буферов для принятия данных. С другой стороны, слишком большое значение может привести к задержкам при передаче и увеличению времени ожидания подтверждения.

Система автоматического выборочного подтверждения (SACK) также имеет влияние на значение параметра TCP Receive Window. SACK позволяет принимать только потерянные сегменты, вместо всех подтвержденных, что позволяет значительно улучшить производительность соединения.

Настройка параметра

Настройка параметра TCP Receive Window может быть выполнена путем изменения значения registery ключа «TcpWindowSize». Это значение указывает размер окна в байтах. Значение по умолчанию равно двум сегментам MSS (Maximum Segment Size). Однако, при желании, это значение можно увеличить или уменьшить в зависимости от требований к производительности соединения на данном канале.

Время таймера подтверждения (ACK Timer) также может быть настроено для улучшения производительности соединения. Значение по умолчанию составляет 500 миллисекунд. В случае медленных каналов, увеличение значения таймера может снизить количество подтверждений и, таким образом, увеличить скорость передачи данных.

Зависимость от эффективности соединения

Эффективность соединения в толстых каналах может сильно зависеть от значения параметра TCP Receive Window. Выполнение правильной настройки этого параметра позволит достичь оптимальной производительности и скорости передачи данных.

MTU + MSS

В одной системе имеем MTU, равный 1500 байт, а в другой – 9000 байт. Пропускная способность канала становится больше, и мы хотим провести настройку TCP/IP-стека так, чтобы увеличить производительность на таком большом канале.

Одним из параметров TCP/IP-стека, который можно настроить для увеличения производительности, является MSS. Значение MSS по умолчанию составляет 1460 байт. Но при работе в сетях с большим размером MTU необходимо увеличить значение MSS, чтобы сегмент TCP имел размер ближе к размеру MTU.

Введение параметра TCPDelAckTicks позволяет уменьшить время передачи самого первого подтверждения (acknowledgement) соединения TCP-протокола. В результате передачи от сервера к клиенту значительно уменьшается время.

Согласно RFC 1122, размер начального окна TCP должен составлять 4 MSS, чтобы TCP-соединение начало работать со своей максимальной скоростью. В нашем случае размер окна составит 4 * MSS = 5800 байт.

В настройках TCP/IP-стека определяется значение MSS, равное 1460 байт, но для более стабильных соединений мы можем установить значение MSS, равное размеру MTU, то есть 1500 байт.

Выборочное подтверждение (selective acknowledgment) является расширением TCP-протокола, которое позволяет узлам передавать информацию о полученных сегментах. Основная цель этих подтверждений состоит в возможности передавать только недостающие сегменты при нестабильных соединениях.

Применив эти настройки, мы можем значительно увеличить производительность работы на толстых каналах и обеспечить более стабильное соединение.

Медленный старт и выборочное подтверждение

Подтверждение — это процесс, когда получатель отправляет обратно отправителю подтверждение, что он успешно получил пакет данных. Обычно подтверждение отправляется сразу же после получения каждого ip-пакета. Однако при настройке «медленного старта» и «выборочного подтверждения» подтверждение откладывается некоторое время (например, на 200 миллисекунд).

Таймер «tcpdelackticks» (по умолчанию равен 3), который задерживает отправку подтверждения, позволяет увеличить эффективность передачи данных. Такой подход позволяет отправителю делать выборочное подтверждение только тех принятых пакетов, которые находятся в одном маршруте или сегменте с отправленными пакетами. Это позволяет существенно снизить количество отправляемых подтверждений, что положительно сказывается на производительности соединения и снижает пропускную способность.

Кроме того, такое выборочное подтверждение способствует оптимизации функций автоматического повторной передачи и принятия решения о потере пакетов в сети. Если отправитель не получает подтверждение о доставке пакета в течение заданного времени (которое зависит от таймера «tcpdelackticks»), то он отправляет пакет повторно.

Медленный старт также включает в себя возможность отправителя начинать передачу данных с меньшим количеством пакетов, чем обычно. Вместо отправки сразу нескольких пакетов, отправитель посылает только один пакет и ожидает подтверждения. Только после этого он начинает отправку остальных пакетов. Такой подход позволяет снизить пропускную способность соединения и уменьшить количество пакетов, благодаря чему увеличивается эффективность передачи данных.

Однако необходимо отметить, что при настройке медленного старта и выборочного подтверждения происходят некоторые изменения в механизме работы TCP/IP. Вместо отправки подтверждений для каждого полученного пакета, отправитель будет придерживать подтверждение и отправит его как только получит еще один пакет. Это означает, что задержка перед отправкой подтверждения составляет несколько секунд вместо нескольких миллисекунд. Благодаря этому удается значительно снизить количество отправляемых подтверждений и повысить пропускную способность соединения.

Видео:

Протокол TCP: управление перегрузкой | Курс "Компьютерные сети"

Протокол TCP: управление перегрузкой | Курс "Компьютерные сети" by Andrey Sozykin 60,389 views 7 years ago 9 minutes, 21 seconds