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TCP flow control, congestion avoidance

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TCP flow control,congestion avoidance

Christian Dondrup (cdondrup@techfak...)Tim Nelißen (tnelisse@techfak...)

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Übersicht

• Einleitung• Sliding Window• Delayed Acknowledgements• Nagle Algorithm• Slow Start• Congestion Avoidance• Round-Trip Time (RTT)• Silly Window Syndrome• Quellen• Fragen, Anregungen

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Einleitung

• Warum lohnt sich ein zweiter Vortrag?

• Wir wollte auch einen Vortrag halten• TCP ist nicht wirklich perfekt• Ohne Kontrollen entstehen Congestions

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Sliding Window(Ergänzung)

• Das Window besteht aus 3 Pointern• 3ter Pointer wirkt als Grenze

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Delayed Acknowledgements(Ergänzung)

• Wartet bis zu 200ms (Timer)• Timer wird beim KernelBoot gestartet• Empfänger sendet gesammelte ACKs

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Delayed Acknowledgements

• Zeitdifferenz zwischen Empfang und Senden nicht genau 200ms

• RLogin benötigt echo• Server hat kein Delayed

ACK

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Nagle Algorithm(RFC 986)

•Wann es Sinn macht•Wann man es nicht braucht

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Nagle Algorithm(wann es Sinn macht)

• Wird bei langsamen Netzwerken eingesetzt (z.B. RLogin)

• 1byte-Befehle werden gesammelt• Entlastet das Netzwerk

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Nagle Algorithm(Wann man es nicht braucht)

• X-Window– (small messages wie Mausbewegung)

• Funktionstaste– sind 3 byte groß– z.B.:

• F1-Taste: ESC + [ + M• F2-Taste: ESC + [ + N

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Nagle Algorithm(Beispiel mit Nagle)

• 2tes Packet wird erst nach Empfang des ACKsgesendet

• Dauert insgesamt 3.39sec

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Nagle Algorithm(Beispiel ohne Nagle)

• Pakete werden direkt gesendet

• Geht schneller (da timeout wieder gleich schnell)

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Slow Start

Flow Control durch den Sender

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Slow Start

• Initialisiert das Congestion Window (cwnd)• Überwacht die Ankommenden ACK‘s• Erhöht das cwnd exponentiell

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Slow Start

• Beispiel:– Das cwnd wird mit 1 initialisiert– Bei ACK auf 2 erhöht– Bei den beiden nächsten ACK‘S auf 4– Dann auf 8 erhöht usw.

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Congestion Avoidance

Was tun bei Verstopfung?

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• 1% Paketverlust durch Beschädigung• Verstopfung (Congestion) durch zu hohe

Sendegeschwindigkeit

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• Slow Start und Congestion Avoidance sind zwei verschieden Algorithmen

• Beide Algorithmen werden aber zusammen implementiert, denn der eine verursacht die Verstopfung und der andere soll sie beheben.

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• Man nehme:– Congestion Window (cwnd)

• Wird mit 1 initialisiert– Slow Start threshold size (ssthresh)

• Wenn eine Verstopfung auftritt wird das ssthresh auf die Hälfte der Paketzahl gesetzt, aber min. 2

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• Bei Ankunft eines ACK wird das cwnd erhöht abhängig davon ob Slow Start oder Congestion Avoidance angewandt wird– Wenn das cwnd kleiner oder gleich der ssthresh

ist wird Slow Start angewandt, ansonsten Congestion Avoidance

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• Beispiel:– Verstopfung bei 32– Die ssthresh auf 16– Das cwnd auf 1

– Slow Start beginnt und erhöht die Paketzahl exponentiell

– Ab 16 Pakete übernimmt Congestion Avoidance

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Round-Trip Time (RTT)

Woher weiß TCP wie lang eine Runde ist?

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RTT

• Fundamental für TCP• Kann sich mit jedem Paket ändern und wird deshalb

jedes mal neu berechnet– Jede neue Berechnung geht zu 10% in die

geschätzte gesamt Zeit ein

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RTT

��

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•R = Geschätzte gesamt RTT

•M = Gemessene RTT

•� = Glättungsfaktor (Empfohlenerweise mit dem Wert 0,9)


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Silly Window Syndrome

Was so alles passiert wenn man dies alles nicht beachtet

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Silly Window Syndrome

• Beidseitiger Fehler– Der Empfänger bietet ein Fenster mit einem Byte

an– Der Sender schickt Daten sofort wenn er sie

bekommt• Das Netz bricht unter 41 Byte Paketen zusammen

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Quellen

• W. Richard Stevens – TCP/IP Illustrated, Vol.1• Douglas E. Comer – Internetworking with TCP/IP,

Vol.1

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Fragen & Anregungen

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit

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