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提高DOCSIS线缆调制解调器的TCP性能永济

2022-07-20 03:33:56 永济

提高DOCSIS线缆调制解调器的TCP性能

提高DOCSIS线缆调制解调器的TCP性能 2011：摘要：近可能是电子邮件和附件、点击网站、文件共享、游戏应用以及许多其他情况等。在例3中，我们将重新审视TCP的性能，不过这次我们假定线缆调制解调器还要进行其他上行流量。例3 -- TCP性能 - DOCSIS 1.0 + 上行设备特点： DOCSIS 1.0 下行 -- 256QAM 速率为5.12Mbaud/sec（即约40Mbit/sec）上行 --16QAM，2.56Mbaud（即约 10Mbit/sec）假定：每秒猝发数量： 300 每次猝发的数据包数量： 1 每秒TCP ACK数量： 100（假定三分之二的猝发为数据）单个ACK确认的字节数： 3036 最高可获得的TCP下行带宽： 2.4Mbit/sec 例3所示的TCP应用性能遭到很大衰减。例1中，所有猝发都用于传输ACK，而例3中，只有三分之一的猝发用于ACK，三分之二的猝发用于发送其他数据。每秒ACK的数量减至原数量的三分之一。这就直接造成下行TCP性能下降三分之二。例4-- TCP性能 - DOCSIS 1.1 + 上行在本例中，DOCSIS 1.1线缆调制解调器工作于下行与上行流量。假定数据包长度定义为1518字节，不可能将ACK与上行发送的数据包相级联。每秒可在上行发送的ACK数量将有所差异。现在它取决于级联在一起的ACK数量。此外，我们还假定级联在一起的ACK数量约为三。设备特点： DOCSIS 1.0 下行 -- 256QAM 速率为 5.12Mbaud/sec（即约40Mbit/sec）上行 --16QAM，2.56Mbaud（即约10Mbit/sec）假定：每秒猝发数量： 300 最大猝发字节数： 1518 每秒TCP ACK的猝发数： 100（假定三分之二用于数据）每次猝发最大ACK数量： 3 每秒TCP ACK数量： 300 单个ACK确认的字节数： 3036 最高可获得的TCP下行带宽： 7.2Mbit/sec 即便对 DOCSIS 1.1线缆调制解调器而言，上行流量的影响也非常大。预计DOCSIS 1.1 线缆调制解调器的性能将大大好于 DOCSIS 1.0 线缆调制解调器，但相比于线缆调制解调器只进行下行传输的情况，还是造成了大幅度性能降级。过滤 ACK 如 DOCSIS 所定义的那样，线缆调制解调器不检查其所传输数据包的内容。如果我们让线缆调制解调器检查数据包--我们将其称作感知，我们就可以改善线缆调制解调器的 TCP 应用性能。举例而言，如果线缆调制解调器就先前接收的数据包要传输多个 ACK，那么它只能传输最近的 ACK。TCP 协议认为该 ACK 表明此前所有数据包都由客户端适当接收。因此，该 ACK 包括它之前所有 ACK 传达的所有信息，而此前这些 ACK 都可舍弃。仅发送最近 ACK 而舍弃其余未传输 ACK 的工作就称作 ACK 过滤。例5反映了双向流量情况（同时进行上行和下行流量）中可预计的下行 TCP 性能改善。例5-- TCP 性能 - DOCSIS 1.0 + 上行 + ACK 过滤本例中，我们显示了，启用 ACK 过滤的 DOCSIS 1.0 线缆调制解调器可在上行流量存在的情况下实现 30Mbit/sec的性能。设备特点： DOCSIS 1.0 下行 -- 256QAM 速率为 5.12Mbaud/sec（即约 40Mbit/sec）上行 --16QAM，2.56Mbaud（即约10Mbit/sec）假定：每秒猝发数量 300 最大猝发字节数： 1518 每秒 TCP ACK 的猝发数： 100 （假定三分之二猝发用于数据）每次猝发最大 ACK 数量： 3 确认所有先前数据包每秒相应 TCP ACK 数量： 1000 单个 ACK 确认的字节数： 3036 最高可获得的 TCP 下行带宽： 30Mbit/sec 在例 5 中，300个猝发仅有 100 个进行传输。启用 ACK 过滤后，就相当于传输了1000 个 ACK！这样实现的性能改善使线缆调制解调器目前可获得高达 30Mbit/sec的下行 TCP。 ACK过滤--一种"设备友好"解决方案性能改善与实现改善所需的更多带宽之间通常都有权衡取舍的问题。ACK 过滤则没有这种情况。性能改善的同时还取消了原计划进行上行传输的一些数据包。减去不必要的数据包增加了上行带宽。结论因为需要从客户端向服务器发送确认，因此 TCP 性能要求双向流量。DOCSIS 的不对称性限制了 TCP 性能。从 DOCSIS 1.0 到 DOCSIS 1.1 的升级采用级联大幅提高了TCP 的性能。即便采用了级联，某些情况下TCP性能仍可能大幅降级。本文介绍的 ACK 过滤可作为一种有效的"设备"友好方法，即便在上述情况下也可提高 TCP 性能。 CableLabs 与 DOCSIS 是有线电视实验室公司 (Cable Television Laboratories, Inc) 的商标。 (end)