48. Протокол ТСР Westwood: особливості реалізації, переваги та недоліки.

Среди множества предлагаемых моделей реализации ТСР можно выделит еще одну - TCPW (TCP Westwood). Эта модель позволяет достичь большей эффективности использования канала. В этой модификации протокола используется новый алгоритм управления окном перегрузки, основанный на оценке потока данных (RE - Rate Estimation) и текущего значения полосы пропускания. На основе этих оценок производится вычисление cwin и ssthresh. Для больших произведений полоcы на RTT этот алгоритм может дать лучший результат, чем NewReno.

 

if(получено 3 DUPACK)

ssthresh = (BE*RTT_min)/seg_size;
if(cwin > ssthresh)     /* исключение перегрузки */

cwin=ssthresh;

endif
endif

 

где seg_size идентифицирует длину ТСР-сегмента в битах, а DUPACK -задублированное подтверждение, BE - (bandwidth estimation) оценка полосы. Заметим, что после получения n DUPACK следует повторная пересылка потерянных сегментов, как это делается в стандартном режиме быстрой повторной пересылке ТСР Reno. Окно ростет после установление его ширины равной ssthresh согласно правилам алгоритма быстрой повторной пересылки (cwin=cwin+1 при получении каждого ACK и делается равным ssthresh при получении ACK для новых данных). Следовательно, когда получено n DUPACK, мы достигли предела пропускной способности сети. window = BE × RTT_min.

Переход к фазе исключения перегрузки связан с плавным поиском доступного значения полосы пропускания канала. Значение RTT_min равно наименьшему значению измеренному протоколом ТСР. Заметим, что после установления ssthresh значение ширины окна перегрузки делается равным порогу медленного старта, только если cwin > ssthresh. В протоколе TCPW для оценки BE используются ACK. Для этого регистрируется частота ACK и измеряется объем данных, доставленных в единицу времени. b_k=d_k/Dt_k; Dt_k = t_k-t_k-1, где t_k время прихода k-го ACK отправителю, d_k - длина подтвержденного сегмента.

В случае, когда потеря пакета индицируется истечением времени таймаута, значения cwin и sstresh устанавливаются согласно:

 

if(произошел таймаут RTO)

cwin=1;

ssthresh=(BE*RTT_min/seg_size;

if(ssthresh<2)

ssthresh=2;

endif
endif

 

В случае использования комбинированного алгоритма CRB (Combined RE/BE), где применен более сложный алгоритм оценки загрузки и доступной полосы пропускания, присвоение значений cwin и ssthresh производится согласно следующим соотношениям: (вариант потери с индикацией посредством присылки 3 DUPACK)

 

 

В случае, когда потеря пакета индицируется по таймауту, значения cwin и ssthresh вычисляются следующим образом.

 

if(произошел таймаут RTO)
cwin=1;
ssthresh=(BE*RTT_min/seg_size;
if(ssthresh<2)
ssthresh=2;

endif;
endif

 

Заметим также, что объекты, вовлеченные в соединения, оказываются в определенной мере синхронизованными. Это связано с тем, что когда происходит любое столкновение, сопряженное с увеличением ширины окна, когда буфер полон, все приходящие ячейки, принадлежащие пакетам, отбрасываются. В предположении о постоянной готовности отправителя к передаче и о том, что временной разброс ячеек не превосходит время пересылки пакета во входном канале, все соединения будут передавать ячейки в течение времени транспортировки пакетов вовлеченных в столкновение. Следовательно, все соединения теряют пакеты и сокращают вдвое ширину окна в пределах RTT.

Помимо таймаута, в протоколе TCP предусмотрена еще одна возможность уведомления отправителя о потере сегмента. Получатель, контролируя номера приходящих сегментов и обнаружив потерю, может начать посылать двойные ACK для пакетов, следующих за потерянным сегментом. Приход таких дублированных ACK позволяет разрешить проблему до истечения времени таймаута RTO (смотри описание алгоритма TCP-reno). Понятно, что для последнего сегмента в сообщении этот метод не работает и остается только таймаут. Получения двойного ACK не является надежным сигналом потери пакета. Двойные ACK возникают и при смене маршрута обмена. По этой причине сигналом потери считается получение трех ACK пакетов подряд (сигнал быстрой повторной посылки сегмента - fast retransmit). В этом режиме при потере одиночного пакета (Fast Recovery) CWND устанавливается на три сегмента больше, чем значение ssthresh. После получения сигнала ACK значение CWND становится равным ssthresh с дальнейшим линейным увеличением. Здесь приход очередного ACK увеличивает CWND на (MSS*MSS)/CWND. Область линейного увеличения CWND часто называется режимом исключения перегрузки (congestion avoidance) или AIMD (Additive Increase, Multiple Decrease).