Продукт задержки полосы пропускания - Bandwidth-delay product

В передача данных, то продукт задержки полосы пропускания это товар из канал передачи данных вместимость (в бит в секунду ) и это время задержки туда и обратно (в секундах).^[1] В результате количество данных, измеренное в битах (или байты ), эквивалентно максимальному количеству данных в сетевой схеме в любой момент времени, то есть данных, которые были переданы, но еще не подтверждены. Продукт задержки полосы пропускания был первоначально предложен^[2] как практическое правило для определения размера буферов маршрутизатора в сочетании с алгоритмом предотвращения перегрузки Случайное раннее обнаружение (КРАСНЫЙ).

Сеть с большим продуктом задержки полосы пропускания обычно известна как длинная толстая сеть (сокращено до LFN). Как определено в RFC 1072, сеть считается LFN, если произведение ее пропускной способности на задержку значительно больше 10⁵ бит (12500 байт).

Сверхвысокая скорость локальные сети (LAN) могут попадать в эту категорию, где настройка протокола критична для достижения пиковой пропускной способности из-за их чрезвычайно высокой пропускной способности, даже если их задержка невелика. В то время как соединение с 1 Гбит / с и временем приема-передачи менее 100 мкс не является LFN, соединение со скоростью 100 Гбит / с должно оставаться ниже RTT 1 мкс, чтобы не считаться LFN.

Важным примером системы, в которой произведение задержки полосы пропускания велико, является геостационарный спутник соединения, где время непрерывной доставки очень велико, а пропускная способность канала также может быть высокой. Высокое время сквозной доставки затрудняет жизнь протоколам и приложениям с остановкой и ожиданием, которые предполагают быстрое сквозное реагирование.

Продукт с высокой пропускной способностью и задержкой является важным проблемным случаем при разработке таких протоколов, как Протокол управления передачей (TCP) в отношении Настройка TCP, потому что протокол может достичь оптимальной пропускной способности только в том случае, если отправитель отправляет достаточно большое количество данных, прежде чем потребуется остановиться и дождаться получения подтверждающего сообщения от получателя, подтверждающего успешное получение этих данных. Если объем отправленных данных недостаточен по сравнению с продуктом задержки полосы пропускания, значит, канал не остается занятым, и протокол работает ниже максимальной эффективности канала. Протоколы, которые надеются на успех в этом отношении, требуют тщательно разработанных алгоритмов самоконтроля и самонастройки.^[3] В Параметр масштаба окна TCP может использоваться для решения этой проблемы, вызванной недостаточным размером окна, который ограничен 65 535 байтами без масштабирования.

Примеры

• Средняя скорость спутниковой сети: 512 кбит / с, 900 мс время в оба конца (RTT)

$${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=512 imes 10^{3}{ ext{ bit/s}}cdot 900 imes 10^{-3}{ ext{ s}}&=460,800{ ext{ bit}}=460.8{ ext{ kbit}}=57.6{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$

• Жилой DSL: 2 Мбит / с, 50 ​​мс RTT
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=2 imes 10^{6}{ ext{ bit/s}}cdot 50 imes 10^{-3}{ ext{ s}}&=100 imes 10^{3}{ ext{ bit}}=100{ ext{ kbit}}=12.5{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$
• Мобильного широкополосного доступа (HSDPA ): 6 Мбит / с, RTT 100 мс
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=6 imes 10^{6}{ ext{ bit/s}}cdot 100 imes 10^{-3}{ ext{ s}}&=600 imes 10^{3}{ ext{ bit}}=600{ ext{ kbit}}=75{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$
• Жилой ADSL2 +: 20 Мбит / с (от DSLAM к жилому модему), RTT 50 мс
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=2 imes 10^{7}{ ext{ bit/s}}cdot 50 imes 10^{-3}{ ext{ s}}&=10^{6}{ ext{ bit}}=1{ ext{ Mbit}}=125{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$
• Жилой Кабельный интернет (DOCSIS ): 200 Мбит / с, 20 мс RTT
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=2 imes 10^{8}{ ext{ bit/s}}cdot 20 imes 10^{-3}{ ext{ s}}&=4 imes 10^{6}{ ext{ bit}}=4{ ext{ Mbit}}=500{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$
• Высокоскоростная наземная сеть: 1 Гбит / с, RTT 1 мс
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=10^{9}{ ext{ bit/s}} imes 10^{-3}{ ext{ s}}&=10^{6}{ ext{ bit}}=1{ ext{ Mbit}}=125{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$
• Сверхскоростная локальная сеть: 100 Гбит / с, RTT 30 мкс
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=100 imes 10^{9}{ ext{ bit/s}}cdot 30 imes 10^{-6}{ ext{ s}}&=3 imes 10^{6}{ ext{ bit}}=3{ ext{ Mbit}}=375{ ext{ kB}}end{aligned}}}$$
• Международная научно-образовательная сеть: 100 Гбит / с, 200 мс RTT
  $${displaystyle {egin{aligned}B imes D&=10^{11}{ ext{ bit/s}}cdot 0.2{ ext{ s}}&=2 imes 10^{10}{ ext{ bit}}=20{ ext{ Gbit}}=2.5{ ext{ GB}}end{aligned}}}$$

Рекомендации

1. RFC 1072: Вступление
2. Вилламисар, Кертис; Сун, Ченг (1 октября 1994 г.). «Высокая производительность TCP в ANSNET». Обзор компьютерных коммуникаций ACM SIGCOMM. 24 (5): 45–60. Дои:10.1145/205511.205520.
3. Махдави, Джамшид; Матис, Мэтт; Редди, Рагху. «Включение высокопроизводительной передачи данных». Питтсбургский суперкомпьютерный центр. Архивировано из оригинал 7 ноября 2015 г.. Получено 17 марта, 2017.

Смотрите также

• Подмена протокола
• Спутниковый интернет
• Интернет2
• Bufferbloat
• Многие варианты TCP были настроены для продуктов с большой задержкой полосы пропускания.
  • HSTCP, БЫСТРЫЙ TCP, BIC TCP, КУБИЧЕСКИЙ TCP, H-TCP, Составной TCP, Agile-SD
  • Параметр масштаба окна TCP
• Для KiB vs KB см .: Кибибайт