Производительность TCP

Актуальность проблемы:

 

•         Задачи распределенного управления трафиком являются одними из важнейших в современных сетях передачи данных.

•         Управление осуществляется протоколами транспортного уровня (напр. TCP), которые формируют качественные и количественные характеристики потоков данных.

•         Новые приложения требуют новых средств управления и методов проектирования.

 

Решение задачи - залог успеха в сл. областях :

•         Передача данных по радиоканалам

•         Мультимедиа приложения, распределенные вычисления и обработка данных

•         «Традиционный» networking

Краткий анализ предыдущих работ

 

Ограничения моделей

•         Процесс потери пакетов (детерминированный, процесс Бернулли, процесс Пуассона )

•         Неограниченный рост скользящего окна

•         Round trip time – детерминированная константа

•         Неограниченный рост пропускной способности

 

Результаты

•         Оценки мат. ожидания пропускной способности

•         Оценка дисперсии пропускной способности для специальных условий

Цель работы

•         Анализ алгоритма ЛРСУ (AIMD), как основного управляющего алгоритма современных реализаций протокола TCP.

•         Получение основных характеристик производительности алгоритма ЛРСУ.

 

Основные результаты

•         Построена математическая модель алгоритма ЛРСУ

•         В явной аналитической форме получено распределение характеристики пропускной способности алгоритма.

•         Получено распределение скользящего окна алгоритма ЛРСУ и найдено его представление в простой рекуррентной форме.

•         Основные методы исследований

         В работе использованы методы теории вероятностей, теории случайных марковских процессов, теории массового обслуживания и теории передачи данных.

 

•         Научная новизна

Разработанная модель протокола и полученные на ее основе распределения скользящего окна протокола и его пропускной способности являются новыми. Указанные распределения получены впервые.

 

Описание модели

 

Основные предположения

•         В каждом раунде потери сегментов TCP  происходят независимо с вероятностью p.

•         Рост размера скользящего окна ограничен известной конечной величиной

•         Пропускная способность, которую может развить соединение ограничена сверху – L.

•         Рассматривается только алгоритм ЛРСУ.

•         Двойная длина пути  (ДДП - RTT) является случайной величиной, которая может зависеть от размера скользящего окна. Ее функция распределения известна.

Основные определения

Размер скользящего окна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пропускная способность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Области применения

•         Стохастическое управление QoS (на уровне администраторов подсетей и на уровне маршрутизаторов). Анализ производительности и планирование мощности подсетей Интернет.

•         Идентификация недружественных TCP потоков

•         Управление трафиком и разработка новых протоколов