[要約] RFC 6349は、TCPスループットテストのためのフレームワークであり、TCP接続の性能を評価するための手法を提供します。このRFCの目的は、ネットワークの性能測定における標準化と一貫性を確保することです。
Internet Engineering Task Force (IETF) B. Constantine
Request for Comments: 6349 JDSU
Category: Informational G. Forget
ISSN: 2070-1721 Bell Canada (Ext. Consultant)
R. Geib
Deutsche Telekom
R. Schrage
Schrage Consulting
August 2011
Framework for TCP Throughput Testing
TCPスループットテストのフレームワーク
Abstract
概要
This framework describes a practical methodology for measuring end-to-end TCP Throughput in a managed IP network. The goal is to provide a better indication in regard to user experience. In this framework, TCP and IP parameters are specified to optimize TCP Throughput.
このフレームワークは、管理されたIPネットワークでエンドツーエンドのTCPスループットを測定するための実用的な方法論について説明しています。目標は、ユーザーエクスペリエンスに関してより良い兆候を提供することです。このフレームワークでは、TCPスループットを最適化するためにTCPおよびIPパラメーターが指定されています。
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Table of Contents
目次
1. Introduction ....................................................3
1.1. Requirements Language ......................................4
1.2. Terminology ................................................5
1.3. TCP Equilibrium ............................................6
2. Scope and Goals .................................................7
3. Methodology .....................................................8
3.1. Path MTU ..................................................10
3.2. Round-Trip Time (RTT) and Bottleneck Bandwidth (BB) .......11
3.2.1. Measuring RTT ......................................11
3.2.2. Measuring BB .......................................12
3.3. Measuring TCP Throughput ..................................12
3.3.1. Minimum TCP RWND ...................................13
4. TCP Metrics ....................................................16
4.1. Transfer Time Ratio .......................................16
4.1.1. Maximum Achievable TCP Throughput Calculation ......17
4.1.2. TCP Transfer Time and Transfer Time Ratio
Calculation ........................................19
4.2. TCP Efficiency ............................................20
4.2.1. TCP Efficiency Percentage Calculation ..............20
4.3. Buffer Delay ..............................................20
4.3.1. Buffer Delay Percentage Calculation ................21
5. Conducting TCP Throughput Tests ................................21
5.1. Single versus Multiple TCP Connections ....................21
5.2. Results Interpretation ....................................22
6. Security Considerations ........................................25
6.1. Denial-of-Service Attacks .................................25
6.2. User Data Confidentiality .................................25
6.3. Interference with Metrics .................................25
7. Acknowledgments ................................................26
8. Normative References ...........................................26
In the network industry, the SLA (Service Level Agreement) provided to business-class customers is generally based upon Layer 2/3 criteria such as bandwidth, latency, packet loss, and delay variations (jitter). Network providers are coming to the realization that Layer 2/3 testing is not enough to adequately ensure end-users' satisfaction. In addition to Layer 2/3 testing, this framework recommends a methodology for measuring TCP Throughput in order to provide meaningful results with respect to user experience.
ネットワーク業界では、ビジネスクラスの顧客に提供されるSLA（サービスレベル契約）は、一般に、帯域幅、レイテンシ、パケット損失、遅延バリエーション（ジッター）などのレイヤー2/3基準に基づいています。ネットワークプロバイダーは、レイヤー2/3テストではエンドユーザーの満足度を適切に保証するのに十分ではないことを認識しています。レイヤー2/3テストに加えて、このフレームワークは、ユーザーエクスペリエンスに関して意味のある結果を提供するために、TCPスループットを測定するための方法論を推奨します。
Additionally, business-class customers seek to conduct repeatable TCP Throughput tests between locations. Since these organizations rely on the networks of the providers, a common test methodology with predefined metrics would benefit both parties.
さらに、ビジネスクラスの顧客は、場所間で繰り返し可能なTCPスループットテストを実施しようとしています。これらの組織はプロバイダーのネットワークに依存しているため、事前定義されたメトリックを備えた一般的なテスト方法論は両当事者に利益をもたらすでしょう。
Note that the primary focus of this methodology is managed business-class IP networks, e.g., those Ethernet-terminated services for which organizations are provided an SLA from the network provider. Because of the SLA, the expectation is that the TCP Throughput should achieve the guaranteed bandwidth. End-users with "best effort" access could use this methodology, but this framework and its metrics are intended to be used in a predictable managed IP network. No end-to-end performance can be guaranteed when only the access portion is being provisioned to a specific bandwidth capacity.
この方法論の主な焦点は、組織がネットワークプロバイダーからSLAを提供されるイーサネット終端サービスなど、ビジネスクラスのIPネットワークの管理されていることに注意してください。SLAのため、TCPスループットが保証された帯域幅を達成することが期待されています。「最適な努力」アクセスを備えたエンドユーザーはこの方法論を使用できますが、このフレームワークとそのメトリックは、予測可能なマネージドIPネットワークで使用することを目的としています。アクセス部分のみが特定の帯域幅容量にプロビジョニングされている場合、エンドツーエンドのパフォーマンスは保証できません。
The intent behind this document is to define a methodology for testing sustained TCP Layer performance. In this document, the achievable TCP Throughput is that amount of data per unit of time that TCP transports when in the TCP Equilibrium state. (See Section 1.3 for the TCP Equilibrium definition). Throughout this document, "maximum achievable throughput" refers to the theoretical achievable throughput when TCP is in the Equilibrium state.
このドキュメントの背後にある意図は、持続的なTCP層のパフォーマンスをテストする方法論を定義することです。このドキュメントでは、達成可能なTCPスループットは、TCP平衡状態にあるときにTCPが輸送する時間単位あたりのデータの量です。（TCP平衡定義については、セクション1.3を参照）。このドキュメント全体で、「最大達成可能なスループット」とは、TCPが平衡状態にあるときの理論的に達成可能なスループットを指します。
TCP is connection oriented, and at the transmitting side, it uses a congestion window (TCP CWND). At the receiving end, TCP uses a receive window (TCP RWND) to inform the transmitting end on how many Bytes it is capable of accepting at a given time.
TCPは接続指向であり、送信側では輻輳ウィンドウ（TCP CWND）を使用します。受信側では、TCPは受信ウィンドウ（TCP RWND）を使用して、特定の時間に受け入れることができるバイト数の送信端を通知します。
Derived from Round-Trip Time (RTT) and network Bottleneck Bandwidth (BB), the Bandwidth-Delay Product (BDP) determines the Send and Received Socket buffer sizes required to achieve the maximum TCP Throughput. Then, with the help of slow start and congestion avoidance algorithms, a TCP CWND is calculated based on the IP network path loss rate. Finally, the minimum value between the calculated TCP CWND and the TCP RWND advertised by the opposite end will determine how many Bytes can actually be sent by the transmitting side at a given time.
往復時間（RTT）およびネットワークボトルネック帯域幅（BB）から派生した帯域幅遅延製品（BDP）は、最大TCPスループットを達成するために必要な送信および受信ソケットバッファサイズを決定します。次に、スロースタートと輻輳回避アルゴリズムの助けを借りて、IPネットワークパスの損失率に基づいてTCP CWNDが計算されます。最後に、計算されたTCP CWNDと反対側によって宣伝されたTCP RWNDの間の最小値は、特定の時間に送信側で実際に送信できるバイト数を決定します。
Both TCP Window sizes (RWND and CWND) may vary during any given TCP session, although up to bandwidth limits, larger RWND and larger CWND will achieve higher throughputs by permitting more in-flight Bytes.
どちらのTCPウィンドウサイズ（RWNDとCWND）は、特定のTCPセッション中に異なる場合がありますが、帯域幅の制限まで、より多くのRWNDおよびより大きなCWNDは、より多くの飛行中のバイトを許可することでより高いスループットを実現します。
At both ends of the TCP connection and for each socket, there are default buffer sizes. There are also kernel-enforced maximum buffer sizes. These buffer sizes can be adjusted at both ends (transmitting and receiving). Some TCP/IP stack implementations use Receive Window Auto-Tuning, although, in order to obtain the maximum throughput, it is critical to use large enough TCP Send and Receive Socket Buffer sizes. In fact, they SHOULD be equal to or greater than BDP.
TCP接続の両端と各ソケットに、デフォルトのバッファサイズがあります。カーネル強化最大バッファーサイズもあります。これらのバッファサイズは、両端で調整できます（送信および受信）。一部のTCP/IPスタックの実装は、Window Auto-Tuningを受信しますが、最大スループットを取得するためには、Socket Bufferサイズを十分に大きく使用して受信することが重要です。実際、それらはBDP以上である必要があります。
Many variables are involved in TCP Throughput performance, but this methodology focuses on the following:
多くの変数がTCPスループットのパフォーマンスに関与していますが、この方法は以下に焦点を当てています。
- BB (Bottleneck Bandwidth)
- BB（ボトルネック帯域幅）
- RTT (Round-Trip Time)
- RTT（往復時間）
- Send and Receive Socket Buffers
- ソケットバッファーを送信して受信します
- Minimum TCP RWND
- 最小TCP RWND
- Path MTU (Maximum Transmission Unit)
- PathMTU（最大透過ユニット）
This methodology proposes TCP testing that SHOULD be performed in addition to traditional tests of the Layer 2/3 type. In fact, Layer 2/3 tests are REQUIRED to verify the integrity of the network before conducting TCP tests. Examples include "iperf" (UDP mode) and manual packet-layer test techniques where packet throughput, loss, and delay measurements are conducted. When available, standardized testing similar to [RFC2544], but adapted for use in operational networks, MAY be used.
この方法論は、レイヤー2/3タイプの従来のテストに加えて実行する必要があるTCPテストを提案します。実際、TCPテストを実施する前にネットワークの整合性を検証するには、レイヤー2/3テストが必要です。例には、パケットスループット、損失、および遅延測定が実施される「IPERF」（UDPモード）と手動パケット層テスト技術が含まれます。利用可能な場合、[RFC2544]と同様の標準化されたテストですが、運用ネットワークでの使用に適応することができます。
Note: [RFC2544] was never meant to be used outside a lab environment.
注：[RFC2544]は、ラボ環境の外で使用されることを意図したものではありませんでした。
Sections 2 and 3 of this document provide a general overview of the proposed methodology. Section 4 defines the metrics, while Section 5 explains how to conduct the tests and interpret the results.
このドキュメントのセクション2と3は、提案された方法論の一般的な概要を示しています。セクション4でメトリックを定義し、セクション5ではテストを実施して結果を解釈する方法について説明します。
The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this document are to be interpreted as described in RFC 2119 [RFC2119].
この文書のキーワード "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", および "OPTIONAL" はRFC 2119 [RFC2119]で説明されているように解釈されます。
The common definitions used in this methodology are as follows:
この方法論で使用される一般的な定義は次のとおりです。
- TCP Throughput Test Device (TCP TTD) refers to a compliant TCP host that generates traffic and measures metrics as defined in this methodology, i.e., a dedicated communications test instrument.
- TCPスループットテストデバイス（TCP TTD）は、トラフィックを生成する準拠したTCPホストを指し、この方法論で定義されているメトリック、つまり専用の通信テスト機器を測定します。
- Customer Provided Equipment (CPE) refers to customer-owned equipment (routers, switches, computers, etc.).
- 顧客提供機器（CPE）は、顧客所有の機器（ルーター、スイッチ、コンピューターなど）を指します。
- Customer Edge (CE) refers to a provider-owned demarcation device.
- Customer Edge（CE）は、プロバイダーが所有する境界装置を指します。
- Provider Edge (PE) refers to a provider's distribution equipment.
- プロバイダーエッジ（PE）は、プロバイダーの配布機器を指します。
- Bottleneck Bandwidth (BB) refers to the lowest bandwidth along the complete path. "Bottleneck Bandwidth" and "Bandwidth" are used synonymously in this document. Most of the time, the Bottleneck Bandwidth is in the access portion of the wide-area network (CE - PE).
- Bottleneck帯域幅（BB）は、完全なパスに沿った最も低い帯域幅を指します。このドキュメントでは、「Bottleneck Bandwidth」と「帯域幅」が同義語で使用されています。ほとんどの場合、ボトルネックの帯域幅は、広いエリアネットワーク（CE -PE）のアクセス部分にあります。
- Provider (P) refers to provider core network equipment.
- プロバイダー（P）は、プロバイダーコアネットワーク機器を指します。
- Network Under Test (NUT) refers to the tested IP network path.
- テスト中のネットワーク（NUT）は、テストされたIPネットワークパスを指します。
- Round-Trip Time (RTT) is the elapsed time between the clocking in of the first bit of a TCP segment sent and the receipt of the last bit of the corresponding TCP Acknowledgment.
- 往復時間（RTT）は、送信されたTCPセグメントの最初のビットのクロッキングと、対応するTCP確認の最後のビットの領収書の間の経過時間です。
- Bandwidth-Delay Product (BDP) refers to the product of a data link's capacity (in bits per second) and its end-to-end delay (in seconds).
- 帯域幅遅延製品（BDP）は、データリンクの容量（1秒あたりビット）とエンドツーエンドの遅延（秒）の積を指します。
+---+ +----+ +----+ +----+ +---+ +---+ +----+ +----+ +----+ +---+
|TCP|-| CPE|-| CE |--| PE |-| P |--| P |-| PE |--| CE |-| CPE|-|TCP|
|TTD| | | | |BB| | | | | | | |BB| | | | |TTD|
+---+ +----+ +----+ +----+ +---+ +---+ +----+ +----+ +----+ +---+
<------------------------ NUT ------------------------->
R >-----------------------------------------------------------|
T |
T <-----------------------------------------------------------|
Figure 1.2. Devices, Links, and Paths
図1.2。デバイス、リンク、パス
Note that the NUT may be built with a variety of devices including, but not limited to, load balancers, proxy servers, or WAN acceleration appliances. The detailed topology of the NUT SHOULD be well-known when conducting the TCP Throughput tests, although this methodology makes no attempt to characterize specific network architectures.
ナットは、ロードバランサー、プロキシサーバー、またはWANアクセラレーションアプライアンスを含むがこれらに限定されないさまざまなデバイスで構築される場合があることに注意してください。この方法論は、特定のネットワークアーキテクチャを特徴付ける試みは行われないが、TCPスループットテストを実施する際には、ナットの詳細なトポロジはよく知られるべきである。
TCP connections have three (3) fundamental congestion window phases, which are depicted in Figure 1.3.
TCP接続には、図1.3に示される3つの基本的なうっ血窓フェーズがあります。
1. The Slow Start phase, which occurs at the beginning of a TCP transmission or after a retransmission Time-Out.
1. TCP伝送の開始時に発生するスロースタートフェーズまたは再送信タイムアウト後に発生します。
2. The Congestion Avoidance phase, during which TCP ramps up to establish the maximum achievable throughput. It is important to note that retransmissions are a natural by-product of the TCP congestion avoidance algorithm as it seeks to achieve maximum throughput.
2. 混雑回避段階。その間、TCPが最大達成可能なスループットを確立するために上昇します。再送信は、最大スループットを達成しようとするため、TCP輻輳回避アルゴリズムの自然な副産物であることに注意することが重要です。
3. The Loss Recovery phase, which could include Fast Retransmit (Tahoe) or Fast Recovery (Reno and New Reno). When packet loss occurs, the Congestion Avoidance phase transitions either to Fast Retransmission or Fast Recovery, depending upon the TCP implementation. If a Time-Out occurs, TCP transitions back to the Slow Start phase.
3. 損失回復段階には、高速再送信（タホ）または高速回復（RENOおよびNEW RENO）が含まれます。パケットの損失が発生すると、TCPの実装に応じて、混雑回避フェーズが迅速な再送信または迅速な回復のいずれかに移行します。タイムアウトが発生した場合、TCPはスロースタートフェーズに戻ります。
/\ |
/\ |High ssthresh TCP CWND TCP
/\ |Loss Event * halving 3-Loss Recovery Equilibrium
T | * \ upon loss
h | * \ / \ Time-Out Adjusted
r | * \ / \ +--------+ * ssthresh
T o | * \/ \ / Multiple| *
C u | * 2-Congestion\ / Loss | *
P g | * Avoidance \/ Event | *
h | * Half | *
p | * TCP CWND | * 1-Slow Start
u | * 1-Slow Start Min TCP CWND after T-O
t +-----------------------------------------------------------
Time > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > >
Note: ssthresh = Slow Start threshold.
注：SSTHRESH =スロースタートしきい値。
Figure 1.3. TCP CWND Phases
図1.3。TCP CWNDフェーズ
A well-tuned and well-managed IP network with appropriate TCP adjustments in the IP hosts and applications should perform very close to the BB when TCP is in the Equilibrium state.
IPホストとアプリケーションで適切なTCP調整を備えた適切に調整された適切に管理されたIPネットワークは、TCPが平衡状態にある場合、BBに非常に近いことを実行する必要があります。
This TCP methodology provides guidelines to measure the maximum achievable TCP Throughput when TCP is in the Equilibrium state. All maximum achievable TCP Throughputs specified in Section 3.3 are with respect to this condition.
このTCP方法論は、TCPが平衡状態にあるときに最大達成可能なTCPスループットを測定するためのガイドラインを提供します。セクション3.3で指定されたすべての最大達成可能なTCPスループットは、この条件に関してです。
It is important to clarify the interaction between the sender's Send Socket Buffer and the receiver's advertised TCP RWND size. TCP test programs such as "iperf", "ttcp", etc. allow the sender to control the quantity of TCP Bytes transmitted and unacknowledged (in-flight), commonly referred to as the Send Socket Buffer. This is done independently of the TCP RWND size advertised by the receiver.
送信者の送信ソケットバッファーとレシーバーの宣伝されたTCP RWNDサイズとの相互作用を明確にすることが重要です。「IPERF」、「TTCP」などのTCPテストプログラムは、送信者が送信ソケットバッファーと呼ばれるTCPバイトの量を制御できるようにします。これは、受信機によって宣伝されているTCP RWNDサイズとは独立して行われます。
Before defining the goals, it is important to clearly define the areas that are out of scope.
目標を定義する前に、範囲外の領域を明確に定義することが重要です。
- This methodology is not intended to predict the TCP Throughput during the transient stages of a TCP connection, such as during the Slow Start phase.
- この方法論は、スロースタートフェーズなどのTCP接続の過渡段階でTCPスループットを予測することを意図していません。
- This methodology is not intended to definitively benchmark TCP implementations of one OS to another, although some users may find value in conducting qualitative experiments.
- この方法論は、あるOSのTCP実装を別のOSに明確にベンチマークすることを意図したものではありませんが、一部のユーザーは定性的実験を実施する際に価値を見つける可能性があります。
- This methodology is not intended to provide detailed diagnosis of problems within endpoints or within the network itself as related to non-optimal TCP performance, although results interpretation for each test step may provide insights to potential issues.
- この方法論は、非最適なTCPパフォーマンスに関連するエンドポイントまたはネットワーク自体内の問題の詳細な診断を提供することを意図していませんが、各テストステップの結果解釈は潜在的な問題の洞察を提供する可能性があります。
- This methodology does not propose to operate permanently with high measurement loads. TCP performance and optimization within operational networks MAY be captured and evaluated by using data from the "TCP Extended Statistics MIB" [RFC4898].
- この方法論は、高い測定負荷で恒久的に動作することを提案していません。「TCP拡張統計MIB」[RFC4898]のデータを使用して、運用ネットワーク内のTCPパフォーマンスと最適化をキャプチャおよび評価することができます。
In contrast to the above exclusions, the primary goal is to define a method to conduct a practical end-to-end assessment of sustained TCP performance within a managed business-class IP network. Another key goal is to establish a set of "best practices" that a non-TCP expert SHOULD apply when validating the ability of a managed IP network to carry end-user TCP applications.
上記の除外とは対照的に、主な目標は、マネージドビジネスクラスのIPネットワーク内で持続的なTCPパフォーマンスの実用的なエンドツーエンド評価を実施する方法を定義することです。もう1つの重要な目標は、マネージドIPネットワークがエンドユーザーTCPアプリケーションを携帯する能力を検証する際に、非TCPの専門家が適用すべき「ベストプラクティス」のセットを確立することです。
Specific goals are to:
具体的な目標は次のとおりです。
- Provide a practical test approach that specifies tunable parameters (such as MTU (Maximum Transmission Unit) and Socket Buffer sizes) and how these affect the outcome of TCP performance over an IP network.
- 調整可能なパラメーター（MTU（最大送信ユニット）やソケットバッファサイズなど）を指定し、これらがIPネットワーク上のTCPパフォーマンスの結果にどのように影響するかを指定する実用的なテストアプローチを提供します。
- Provide specific test conditions such as link speed, RTT, MTU, Socket Buffer sizes, and achievable TCP Throughput when TCP is in the Equilibrium state. For guideline purposes, provide examples of test conditions and their maximum achievable TCP Throughput. Section 1.3 provides specific details concerning the definition of TCP Equilibrium within this methodology, while Section 3 provides specific test conditions with examples.
- TCPが平衡状態にある場合、リンク速度、RTT、MTU、ソケットバッファーサイズ、達成可能なTCPスループットなどの特定のテスト条件を提供します。ガイドラインの目的で、テスト条件とその最大の達成可能なTCPスループットの例を提供します。セクション1.3には、この方法論内のTCP平衡の定義に関する特定の詳細を示し、セクション3に例とともに特定のテスト条件を提供します。
- Define three (3) basic metrics to compare the performance of TCP connections under various network conditions. See Section 4.
- 3つの基本メトリックを定義して、さまざまなネットワーク条件下でTCP接続のパフォーマンスを比較します。セクション4を参照してください。
- Provide some areas within the end host or the network that SHOULD be considered for investigation in test situations where the recommended procedure does not yield the maximum achievable TCP Throughput. However, this methodology is not intended to provide detailed diagnosis on these issues. See Section 5.2.
- エンドホスト内の一部の領域または、推奨される手順で最大の達成可能なTCPスループットが得られないテスト状況で調査のために考慮されるべきネットワークを提供します。ただし、この方法論は、これらの問題に関する詳細な診断を提供することを意図したものではありません。セクション5.2を参照してください。
This methodology is intended for operational and managed IP networks. A multitude of network architectures and topologies can be tested. The diagram in Figure 1.2 is very general and is only provided to illustrate typical segmentation within end-user and network provider domains.
この方法論は、運用および管理されたIPネットワークを対象としています。多数のネットワークアーキテクチャとトポロジをテストできます。図1.2の図は非常に一般的であり、エンドユーザーおよびネットワークプロバイダードメイン内の典型的なセグメンテーションを説明するためにのみ提供されています。
Also, as stated in Section 1, it is considered best practice to verify the integrity of the network by conducting Layer 2/3 tests such as [RFC2544] or other methods of network stress tests; although it is important to mention here that [RFC2544] was never meant to be used outside a lab environment.
また、セクション1で述べたように、[RFC2544]やその他のネットワークストレステストの方法などのレイヤー2/3テストを実施することにより、ネットワークの整合性を検証することがベストプラクティスと見なされます。ここで言及することは重要ですが、[RFC2544]はラボ環境の外で使用されることを意図していないことです。
It is not possible to make an accurate TCP Throughput measurement when the network is dysfunctional. In particular, if the network is exhibiting high packet loss and/or high jitter, then TCP Layer Throughput testing will not be meaningful. As a guideline, 5% packet loss and/or 150 ms of jitter may be considered too high for an accurate measurement.
ネットワークが機能不全である場合、正確なTCPスループット測定を行うことはできません。特に、ネットワークが高いパケット損失および/または高ジッターを示している場合、TCPレイヤースループットテストは意味がありません。ガイドラインとして、正確な測定には5％のパケット損失および/または150ミリ秒のジッターが高すぎると見なされる場合があります。
TCP Throughput testing may require cooperation between the end-user customer and the network provider. As an example, in an MPLS (Multiprotocol Label Switching) network architecture, the testing SHOULD be conducted either on the CPE or on the CE device and not on the PE (Provider Edge) router.
TCPスループットテストには、エンドユーザーの顧客とネットワークプロバイダーの間の協力が必要になる場合があります。例として、MPLS（Multiprotocolラベルスイッチング）ネットワークアーキテクチャでは、テストはCPEまたはCEデバイスで、PE（プロバイダーエッジ）ルーターではなくCEデバイスで実行する必要があります。
The following represents the sequential order of steps for this testing methodology:
以下は、このテスト方法のためのステップの連続的な順序を表します。
1. Identify the Path MTU. Packetization Layer Path MTU Discovery (PLPMTUD) [RFC4821] SHOULD be conducted. It is important to identify the path MTU so that the TCP TTD is configured properly to avoid fragmentation.
1. パスMTUを特定します。パケット化レイヤーパスMTUディスカバリー（PLPMTUD）[RFC4821]を実施する必要があります。断片化を避けるためにTCP TTDが適切に構成されるように、パスMTUを特定することが重要です。
2. Baseline Round-Trip Time and Bandwidth. This step establishes the inherent, non-congested Round-Trip Time (RTT) and the Bottleneck Bandwidth (BB) of the end-to-end network path. These measurements are used to provide estimates of the TCP RWND and Send Socket Buffer sizes that SHOULD be used during subsequent test steps.
2. ベースラインの往復時間と帯域幅。このステップでは、エンドツーエンドネットワークパスの固有の非合成往復時間（RTT）とボトルネック帯域幅（BB）を確立します。これらの測定値は、TCP RWNDの推定値を提供し、後続のテスト手順で使用する必要があるソケットバッファサイズを送信するために使用されます。
3. TCP Connection Throughput Tests. With baseline measurements of Round-Trip Time and Bottleneck Bandwidth, single- and multiple-TCP-connection throughput tests SHOULD be conducted to baseline network performance.
3. TCP接続スループットテスト。ラウンドトリップ時間とボトルネックの帯域幅のベースライン測定には、ベースラインネットワークパフォーマンスのために単一および複数のTCP接続スループットテストを実施する必要があります。
These three (3) steps are detailed in Sections 3.1 to 3.3.
これらの3つの手順については、セクション3.1〜3.3で詳しく説明しています。
Important to note are some of the key characteristics and considerations for the TCP test instrument. The test host MAY be a standard computer or a dedicated communications test instrument. In both cases, it MUST be capable of emulating both a client and a server.
注意が重要なのは、TCPテスト機器の重要な特性と考慮事項の一部です。テストホストは、標準的なコンピューターまたは専用の通信テスト機器である場合があります。どちらの場合も、クライアントとサーバーの両方をエミュレートできる必要があります。
The following criteria SHOULD be considered when selecting whether the TCP test host can be a standard computer or has to be a dedicated communications test instrument:
TCPテストホストが標準的なコンピューターであるか、専用の通信テスト機器である必要があるかを選択する際には、次の基準を考慮する必要があります。
- TCP implementation used by the test host, OS version (e.g., LINUX OS kernel using TCP New Reno), TCP options supported, etc. will obviously be more important when using dedicated communications test instruments where the TCP implementation may be customized or tuned to run in higher-performance hardware. When a compliant TCP TTD is used, the TCP implementation SHOULD be identified in the test results. The compliant TCP TTD SHOULD be usable for complete end-to-end testing through network security elements and SHOULD also be usable for testing network sections.
- テストホストで使用されるTCP実装、OSバージョン（TCP New Renoを使用したLinux OSカーネルなど）、TCPオプションをサポートするなど。高性能ハードウェアで。準拠したTCP TTDを使用する場合、テスト結果でTCP実装を特定する必要があります。準拠したTCP TTDは、ネットワークセキュリティ要素を介した完全なエンドツーエンドテストに使用可能である必要があり、ネットワークセクションのテストにも使用できるはずです。
- More importantly, the TCP test host MUST be capable of generating and receiving stateful TCP test traffic at the full BB of the NUT. Stateful TCP test traffic means that the test host MUST fully implement a TCP/IP stack; this is generally a comment aimed at dedicated communications test equipment that sometimes "blasts" packets with TCP headers. At the time of this publication, testing TCP Throughput at rates greater than 100 Mbps may require high-performance server hardware or dedicated hardware-based test tools.
- さらに重要なことに、TCPテストホストは、ナットの完全なBBでステートフルなTCPテストトラフィックを生成および受信できる必要があります。ステートフルなTCPテストトラフィックとは、テストホストがTCP/IPスタックを完全に実装する必要があることを意味します。これは通常、TCPヘッダーでパケットを「爆破」する専用の通信テスト機器を目的としたコメントです。この出版物の時点で、100 Mbpsを超えるレートでTCPスループットをテストするには、高性能サーバーハードウェアまたは専用のハードウェアベースのテストツールが必要になる場合があります。
- A compliant TCP Throughput Test Device MUST allow adjusting both Send and Receive Socket Buffer sizes. The Socket Buffers MUST be large enough to fill the BDP.
- 準拠したTCPスループットテストデバイスは、送信および受信ソケットバッファサイズの両方を調整することを可能にする必要があります。ソケットバッファは、BDPを埋めるのに十分な大きさでなければなりません。
- Measuring RTT and retransmissions per connection will generally require a dedicated communications test instrument. In the absence of dedicated hardware-based test tools, these measurements may need to be conducted with packet capture tools, i.e., conduct TCP Throughput tests and analyze RTT and retransmissions in packet captures. Another option MAY be to use the "TCP Extended Statistics MIB" [RFC4898].
- 接続ごとのRTTと再送信を測定するには、通常、専用の通信テスト機器が必要です。専用のハードウェアベースのテストツールがない場合、これらの測定はパケットキャプチャツールで実行する必要があります。つまり、TCPスループットテストを実施し、パケットキャプチャのRTTと再送信を分析する必要があります。別のオプションは、「TCP拡張統計MIB」[RFC4898]を使用することです。
- The [RFC4821] PLPMTUD test SHOULD be conducted with a dedicated tester that exposes the ability to run the PLPMTUD algorithm independently from the OS stack.
- [RFC4821] PLPMTUDテストは、OSスタックから独立してPLPMTUDアルゴリズムを実行する機能を公開する専用のテスターを使用して実施する必要があります。
TCP implementations should use Path MTU Discovery techniques (PMTUD). PMTUD relies on ICMP 'need to frag' messages to learn the path MTU. When a device has a packet to send that has the Don't Fragment (DF) bit in the IP header set and the packet is larger than the MTU of the next hop, the packet is dropped, and the device sends an ICMP 'need to frag' message back to the host that originated the packet. The ICMP 'need to frag' message includes the next-hop MTU, which PMTUD uses to adjust itself. Unfortunately, because many network managers completely disable ICMP, this technique does not always prove reliable.
TCP実装では、PATH MTUディスカバリーテクニック（PMTUD）を使用する必要があります。PMTUDは、PATH MTUを学習するためにメッセージを断片化する必要があるICMPに依存しています。デバイスに送信するパケットがある場合、IPヘッダーセットにdot fragment（df）ビットがあり、パケットが次のホップのMTUよりも大きい場合、パケットがドロップされ、デバイスはICMP 'ニーズを送信します。パケットを発信したホストに断片化する。ICMPの「フラグ」メッセージには、PMTUDがそれ自体を調整するために使用するNext-Hop MTUが含まれます。残念ながら、多くのネットワークマネージャーはICMPを完全に無効にしているため、この手法が常に信頼できるとは限りません。
Packetization Layer Path MTU Discovery (PLPMTUD) [RFC4821] MUST then be conducted to verify the network path MTU. PLPMTUD can be used with or without ICMP. [RFC4821] specifies search_high and search_low parameters for the MTU, and we recommend using those parameters. The goal is to avoid fragmentation during all subsequent tests.
パケット化レイヤーパスMTUディスカバリー（PLPMTUD）[RFC4821]を実行するには、ネットワークパスMTUを検証する必要があります。PLPMTUDは、ICMPの有無にかかわらず使用できます。[RFC4821] MTUのSearch_HighおよびSearch_Lowパラメーターを指定し、それらのパラメーターを使用することをお勧めします。目標は、その後のすべてのテスト中に断片化を回避することです。
Before stateful TCP testing can begin, it is important to determine the baseline RTT (i.e., non-congested inherent delay) and BB of the end-to-end network to be tested. These measurements are used to calculate the BDP and to provide estimates of the TCP RWND and Send Socket Buffer sizes that SHOULD be used in subsequent test steps.
ステートフルなTCPテストが開始される前に、テストするエンドツーエンドネットワークのベースラインRTT（すなわち、組み合わせられていない固有の遅延）とBBを決定することが重要です。これらの測定値は、BDPを計算し、TCP RWNDの推定値を提供し、後続のテスト手順で使用するソケットバッファサイズを送信するために使用されます。
As previously defined in Section 1.2, RTT is the elapsed time between the clocking in of the first bit of a TCP segment sent and the receipt of the last bit of the corresponding TCP Acknowledgment.
セクション1.2で以前に定義されていたように、RTTは、送信されたTCPセグメントの最初のビットのクロッキングと、対応するTCP確認の最後のビットの受領の間の経過時間です。
The RTT SHOULD be baselined during off-peak hours in order to obtain a reliable figure of the inherent network latency. Otherwise, additional delay caused by network buffering can occur. Also, when sampling RTT values over a given test interval, the minimum measured value SHOULD be used as the baseline RTT. This will most closely estimate the real inherent RTT. This value is also used to determine the Buffer Delay Percentage metric defined in Section 4.3.
RTTは、固有のネットワーク遅延の信頼できる数値を取得するために、オフピーク時間中にベースラインする必要があります。それ以外の場合、ネットワークバッファリングによって引き起こされる追加の遅延が発生する可能性があります。また、特定のテスト間隔でRTT値をサンプリングする場合、ベースラインRTTとして最小測定値を使用する必要があります。これにより、実際の固有のRTTが最も密接に推定されます。この値は、セクション4.3で定義されたバッファー遅延率メトリックを決定するためにも使用されます。
The following list is not meant to be exhaustive, although it summarizes some of the most common ways to determine Round-Trip Time. The desired measurement precision (i.e., ms versus us) may dictate whether the RTT measurement can be achieved with ICMP pings or by a dedicated communications test instrument with precision timers. The objective of this section is to list several techniques in order of decreasing accuracy.
次のリストは、往復時間を決定する最も一般的な方法のいくつかをまとめたものの、網羅的であることを意図したものではありません。目的の測定精度（つまり、MS対US）は、ICMP PingでRTT測定を実現できるか、精密タイマーを備えた専用の通信テスト機器によって達成できるかどうかを決定する場合があります。このセクションの目的は、精度を低下させる順にいくつかの手法をリストすることです。
- Use test equipment on each end of the network, "looping" the far-end tester so that a packet stream can be measured back and forth from end to end. This RTT measurement may be compatible with delay measurement protocols specified in [RFC5357].
- ネットワークの両端にあるテスト機器を使用して、ファーエンドテスターを「ループ」して、パケットストリームを端から端まで前後に測定できるようにします。このRTT測定は、[RFC5357]で指定された遅延測定プロトコルと互換性がある場合があります。
- Conduct packet captures of TCP test sessions using "iperf" or FTP, or other TCP test applications. By running multiple experiments, packet captures can then be analyzed to estimate RTT. It is important to note that results based upon the SYN -> SYN-ACK at the beginning of TCP sessions SHOULD be avoided, since Firewalls might slow down 3-way handshakes. Also, at the sender's side, Ostermann's LINUX TCPTRACE utility with -l -r arguments can be used to extract the RTT results directly from the packet captures.
- 「IPERF」またはFTP、またはその他のTCPテストアプリケーションを使用して、TCPテストセッションのパケットキャプチャを実行します。複数の実験を実行することにより、パケットキャプチャを分析してRTTを推定できます。ファイアウォールが3方向の握手を遅くする可能性があるため、TCPセッションの開始時のsyn-> syn-ackに基づく結果は避けるべきであることに注意することが重要です。また、送信者側では、-L -R引数を備えたOstermannのLinux Tcptraceユーティリティを使用して、パケットキャプチャからRTTの結果を直接抽出できます。
- Obtain RTT statistics available from MIBs defined in [RFC4898].
- [RFC4898]で定義されたMIBSから利用可能なRTT統計を取得します。
- ICMP pings may also be adequate to provide Round-Trip Time estimates, provided that the packet size is factored into the estimates (i.e., pings with different packet sizes might be required). Some limitations with ICMP ping may include ms resolution and whether or not the network elements are responding to pings. Also, ICMP is often rate-limited or segregated into different buffer queues. ICMP might not work if QoS (Quality of Service) reclassification is done at any hop. ICMP is not as reliable and accurate as in-band measurements.
- ICMP Pingは、パケットサイズが推定値に分割されている場合（つまり、パケットサイズが異なる場合がある場合）、往復時間の推定値を提供するのに適している場合もあります。ICMP pingのいくつかの制限には、MS解像度と、ネットワーク要素がpingに応答しているかどうかが含まれる場合があります。また、ICMPは多くの場合、レート制限または異なるバッファーキューに分離されます。QOS（サービス品質）の再分類が任意のホップで行われた場合、ICMPは機能しない場合があります。ICMPは、帯域内の測定ほど信頼性が高く正確ではありません。
Before any TCP Throughput test can be conducted, bandwidth measurement tests SHOULD be run with stateless IP streams (i.e., not stateful TCP) in order to determine the BB of the NUT. These measurements SHOULD be conducted in both directions, especially in asymmetrical access networks (e.g., Asymmetric Bit-Rate DSL (ADSL) access). These tests SHOULD be performed at various intervals throughout a business day or even across a week.
TCPスループットテストを実施する前に、ナットのBBを決定するために、ステートレスIPストリーム（つまり、ステートフルなTCPではなく）で帯域幅測定テストを実行する必要があります。これらの測定は、特に非対称アクセスネットワーク（例：非対称ビットレートDSL（ADSL）アクセス）で、両方向に実行する必要があります。これらのテストは、営業日を通して、または1週間にわたってさまざまな間隔で実行する必要があります。
Testing at various time intervals would provide a better characterization of TCP Throughput and better diagnosis insight (for cases where there are TCP performance issues). The bandwidth tests SHOULD produce logged outputs of the achieved bandwidths across the complete test duration.
さまざまな時間間隔でテストすると、TCPスループットのより良い特性評価と診断洞察が向上します（TCPパフォーマンスの問題がある場合）。帯域幅テストは、完全なテスト期間にわたって達成された帯域幅の記録された出力を生成するはずです。
There are many well-established techniques available to provide estimated measures of bandwidth over a network. It is a common practice for network providers to conduct Layer 2/3 bandwidth capacity tests using [RFC2544], although it is understood that [RFC2544] was never meant to be used outside a lab environment. These bandwidth measurements SHOULD use network capacity techniques as defined in [RFC5136].
ネットワーク上の帯域幅の推定測定値を提供するために、多くの確立された手法が利用可能です。[RFC2544]を使用して、[RFC2544]を使用してレイヤー2/3の帯域幅容量テストを実施することは、ネットワークプロバイダーにとって一般的な慣行ですが、[RFC2544]はラボ環境の外で使用されることは決してありません。これらの帯域幅測定では、[RFC5136]で定義されているネットワーク容量手法を使用する必要があります。
This methodology specifically defines TCP Throughput measurement techniques to verify maximum achievable TCP performance in a managed business-class IP network.
この方法論は、マネージドビジネスクラスIPネットワークでの最大達成可能なTCPパフォーマンスを検証するために、TCPスループット測定技術を明確に定義しています。
With baseline measurements of RTT and BB from Section 3.2, a series of single- and/or multiple-TCP-connection throughput tests SHOULD be conducted.
セクション3.2からのRTTおよびBBのベースライン測定では、一連の単一および/または複数のTCP接続スループットテストを実施する必要があります。
The number of trials and the choice between single or multiple TCP connections will be based on the intention of the test. A single-TCP-connection test might be enough to measure the achievable throughput of Metro Ethernet connectivity. However, it is important
試行の数と単一または複数のTCP接続間の選択は、テストの意図に基づいています。単一TCP接続テストでは、メトロイーサネット接続の達成可能なスループットを測定するのに十分かもしれません。ただし、それは重要です
to note that various traffic management techniques can be used in an IP network and that some of those techniques can only be tested with multiple connections. As an example, multiple TCP sessions might be required to detect traffic shaping versus policing. Multiple sessions might also be needed to measure Active Queue Management performance. However, traffic management testing is not within the scope of this test methodology.
さまざまなトラフィック管理手法をIPネットワークで使用できることに注意してください。これらの手法の一部は、複数の接続でのみテストできることに注意してください。例として、トラフィックの形状とポリシングを検出するには、複数のTCPセッションが必要になる場合があります。アクティブなキュー管理パフォーマンスを測定するには、複数のセッションも必要になる場合があります。ただし、トラフィック管理テストは、このテスト方法論の範囲内ではありません。
In all circumstances, it is RECOMMENDED to run the tests in each direction independently first and then to run them in both directions simultaneously. It is also RECOMMENDED to run the tests at different times of the day.
あらゆる状況で、最初に各方向にテストを独立して実行し、次に同時に両方向に実行することをお勧めします。また、1日の異なる時間にテストを実行することもお勧めします。
In each case, the TCP Transfer Time Ratio, the TCP Efficiency Percentage, and the Buffer Delay Percentage MUST be measured in each direction. These 3 metrics are defined in Section 4.
いずれの場合も、TCP転送時間比、TCP効率の割合、およびバッファー遅延率は、各方向で測定する必要があります。これらの3つのメトリックは、セクション4で定義されています。
The TCP TTD MUST allow the Send Socket Buffer and Receive Window sizes to be set higher than the BDP; otherwise, TCP performance will be limited. In the business customer environment, these settings are not generally adjustable by the average user. These settings are either hard-coded in the application or configured within the OS as part of a corporate image. In many cases, the user's host Send Socket Buffer and Receive Window size settings are not optimal.
TCP TTDは、送信ソケットバッファーを許可し、ウィンドウサイズをBDPよりも高く設定する必要があります。それ以外の場合、TCPのパフォーマンスは制限されます。ビジネス顧客環境では、これらの設定は一般に平均的なユーザーによって調整可能ではありません。これらの設定は、アプリケーションでハードコーディングされるか、企業イメージの一部としてOS内で構成されています。多くの場合、ユーザーのホストはソケットバッファーを送信し、ウィンドウサイズの設定を受信するのは最適ではありません。
This section provides derivations of BDPs under various network conditions. It also provides examples of achievable TCP Throughput with various TCP RWND sizes. This provides important guidelines showing what can be achieved with settings higher than the BDP, versus what would be achieved in a variety of real-world conditions.
このセクションでは、さまざまなネットワーク条件下でのBDPの派生を提供します。また、さまざまなTCP RWNDサイズを備えた達成可能なTCPスループットの例を提供します。これは、BDPよりも高い設定で達成できるものと、さまざまな現実世界の条件で達成されるものを示す重要なガイドラインを提供します。
The minimum required TCP RWND size can be calculated from the Bandwidth-Delay Product (BDP), which is as follows:
必要な最小TCP RWNDサイズは、帯域幅遅延製品（BDP）から計算できます。これは次のとおりです。
BDP (bits) = RTT (sec) X BB (bps)
bdp（bits）= rtt（sec）x bb（bps）
Note that the RTT is being used as the "Delay" variable for the BDP. Then, by dividing the BDP by 8, we obtain the minimum required TCP RWND size in Bytes. For optimal results, the Send Socket Buffer MUST be adjusted to the same value at each end of the network.
RTTは、BDPの「遅延」変数として使用されていることに注意してください。次に、BDPを8で割ることにより、必要な最小TCP RWNDサイズをバイトで取得します。最適な結果を得るには、送信ソケットバッファーをネットワークの各端で同じ値に調整する必要があります。
Minimum required TCP RWND = BDP / 8
最低必要なTCP RWND = BDP / 8
As an example, on a T3 link with 25-ms RTT, the BDP would equal ~1,105,000 bits, and the minimum required TCP RWND would be ~138 KB.
例として、25 ms RTTとのT3リンクでは、BDPは〜1,105,000ビットに等しくなり、必要な最小TCP RWNDは〜138 kbになります。
Note that separate calculations are REQUIRED on asymmetrical paths. An asymmetrical-path example would be a 90-ms RTT ADSL line with 5 Mbps downstream and 640 Kbps upstream. The downstream BDP would equal ~450,000 bits, while the upstream one would be only ~57,600 bits.
非対称パスでは個別の計算が必要であることに注意してください。非対称パスの例は、下流5 Mbpsと640 kbps上流の90 ms RTT ADSLラインです。下流のBDPは約450,000ビットに等しく、上流のBDPはわずか57,600ビットになります。
The following table provides some representative network link speeds, RTT, BDP, and their associated minimum required TCP RWND sizes.
次の表は、いくつかの代表的なネットワークリンク速度、RTT、BDP、および関連する最小必要なTCP RWNDサイズを提供します。
Link Minimum Required
Speed* RTT BDP TCP RWND
(Mbps) (ms) (bits) (KBytes)
--------------------------------------------------------------------
1.536 20.00 30,720 3.84
1.536 50.00 76,800 9.60
1.536 100.00 153,600 19.20
44.210 10.00 442,100 55.26
44.210 15.00 663,150 82.89
44.210 25.00 1,105,250 138.16
100.000 1.00 100,000 12.50
100.000 2.00 200,000 25.00
100.000 5.00 500,000 62.50
1,000.000 0.10 100,000 12.50
1,000.000 0.50 500,000 62.50
1,000.000 1.00 1,000,000 125.00
10,000.000 0.05 500,000 62.50
10,000.000 0.30 3,000,000 375.00
* Note that link speed is the BB for the NUT
* リンク速度はナットのBBであることに注意してください
Table 3.3.1. Link Speed, RTT, Calculated BDP, and Minimum TCP RWND
表3.3.1。リンク速度、RTT、計算BDP、および最小TCP RWND
In the above table, the following serial link speeds are used:
上記の表では、次のシリアルリンク速度が使用されます。
- T1 = 1.536 Mbps (for a B8ZS line encoding facility) - T3 = 44.21 Mbps (for a C-Bit framing facility)
- T1 = 1.536 Mbps（B8ZSラインエンコーディング施設の場合）-T3 = 44.21 Mbps（Cビットフレーミング施設用）
The previous table illustrates the minimum required TCP RWND. If a smaller TCP RWND size is used, then the TCP Throughput cannot be optimal. To calculate the TCP Throughput, the following formula is used:
前の表は、必要な最小TCP RWNDを示しています。TCP RWNDサイズが小さい場合、TCPスループットが最適ではありません。TCPスループットを計算するには、次の式が使用されます。
TCP Throughput = TCP RWND X 8 / RTT
TCPスループット= TCP RWND X 8 / RTT
An example could be a 100-Mbps IP path with 5-ms RTT and a TCP RWND of 16 KB; then:
例は、5 ms RTTと16 kbのTCP RWNDを備えた100 mbpsのIPパスです。それから：
TCP Throughput = 16 KBytes X 8 bits / 5 ms
TCP Throughput = 128,000 bits / 0.005 sec
TCP Throughput = 25.6 Mbps
Another example, for a T3 using the same calculation formula, is illustrated in Figure 3.3.1a:
別の例は、同じ計算式を使用したT3の場合、図3.3.1aに示します。
TCP Throughput = 16 KBytes X 8 bits / 10 ms
TCP Throughput = 128,000 bits / 0.01 sec
TCP Throughput = 12.8 Mbps*
When the TCP RWND size exceeds the BDP (T3 link and 64-KByte TCP RWND on a 10-ms RTT path), the maximum Frames Per Second (FPS) limit of 3664 is reached, and then the formula is:
TCP RWNDサイズがBDP（10 ms RTTパスでのT3リンクと64-KBYTE TCP RWND）を超えると、3664の最大フレーム（FPS）制限に達し、式は次のとおりです。
TCP Throughput = max FPS X (MTU - 40) X 8
TCP Throughput = 3664 FPS X 1460 Bytes X 8 bits
TCP Throughput = 42.8 Mbps**
The following diagram compares achievable TCP Throughputs on a T3 with Send Socket Buffer and TCP RWND sizes of 16 KB versus 64 KB.
次の図は、Send Socket BufferとTCP RWNDサイズの16 kbと64 kbのT3で達成可能なTCPスループットを比較しています。
45|
| _______**42.8
40| |64KB |
TCP | | |
Through- 35| | |
put | | | +-----+34.1
(Mbps) 30| | | |64KB |
| | | | |
25| | | | |
| | | | |
20| | | | | _______20.5
| | | | | |64KB |
15| | | | | | |
|*12.8+-----| | | | | |
10| |16KB | | | | | |
| | | |8.5 +-----| | | |
5| | | | |16KB | |5.1 +-----| |
|_____|_____|_____|____|_____|_____|____|16KB |_____|____
10 15 25
RTT (milliseconds)
Figure 3.3.1a. TCP Throughputs on a T3 at Different RTTs
図3.3.1a。異なるRTTでのT3のTCPスループット
The following diagram shows the achievable TCP Throughput on a 25-ms T3 when Send Socket Buffer and TCP RWND sizes are increased.
次の図は、Send Socket BufferとTCP RWNDサイズが増加すると、25 ms T3で達成可能なTCPスループットが増加することを示しています。
45|
|
40| +-----+40.9
TCP | | |
Through- 35| | |
put | | |
(Mbps) 30| | |
| | |
25| | |
| | |
20| +-----+20.5 | |
| | | | |
15| | | | |
| | | | |
10| +-----+10.2 | | | |
| | | | | | |
5| +-----+5.1 | | | | | |
|_____|_____|______|_____|______|_____|______|_____|_____
16 32 64 128*
TCP RWND Size (KBytes)
* Note that 128 KB requires the [RFC1323] TCP Window Scale option.
* 128 KBには[RFC1323] TCPウィンドウスケールオプションが必要であることに注意してください。
Figure 3.3.1b. TCP Throughputs on a T3 with Different TCP RWND
図3.3.1b。異なるTCP RWNDを持つT3のTCPスループット
This methodology focuses on a TCP Throughput and provides 3 basic metrics that can be used for better understanding of the results. It is recognized that the complexity and unpredictability of TCP makes it very difficult to develop a complete set of metrics that accounts for the myriad of variables (i.e., RTT variations, loss conditions, TCP implementations, etc.). However, these 3 metrics facilitate TCP Throughput comparisons under varying network conditions and host buffer size/RWND settings.
この方法論は、TCPスループットに焦点を当てており、結果をよりよく理解するために使用できる3つの基本メトリックを提供します。TCPの複雑さと予測不可能性により、無数の変数（つまり、RTTの変動、損失条件、TCP実装など）を説明する完全なメトリックセットを開発することが非常に困難であることが認識されています。ただし、これらの3つのメトリックは、さまざまなネットワーク条件とホストバッファサイズ/RWND設定の下でのTCPスループット比較を促進します。
The first metric is the TCP Transfer Time Ratio, which is simply the ratio between the Actual TCP Transfer Time versus the Ideal TCP Transfer Time.
最初のメトリックはTCP転送時間比であり、これは単に実際のTCP転送時間と理想的なTCP転送時間の比率です。
The Actual TCP Transfer Time is simply the time it takes to transfer a block of data across TCP connection(s).
実際のTCP転送時間は、TCP接続全体にデータのブロックを転送するのにかかる時間です。
The Ideal TCP Transfer Time is the predicted time for which a block of data SHOULD transfer across TCP connection(s), considering the BB of the NUT.
理想的なTCP転送時間は、ナットのBBを考慮して、データのブロックがTCP接続を越えて転送する予定の時間です。
Actual TCP Transfer Time
TCP Transfer Time Ratio = -------------------------
Ideal TCP Transfer Time
The Ideal TCP Transfer Time is derived from the Maximum Achievable TCP Throughput, which is related to the BB and Layer 1/2/3/4 overheads associated with the network path. The following sections provide derivations for the Maximum Achievable TCP Throughput and example calculations for the TCP Transfer Time Ratio.
理想的なTCP転送時間は、最大達成可能なTCPスループットに由来します。これは、ネットワークパスに関連付けられたBBおよびレイヤー1/2/3/4オーバーヘッドに関連しています。次のセクションでは、最大達成可能なTCPスループットの派生物と、TCP転送時間比の例の計算を提供します。
This section provides formulas to calculate the Maximum Achievable TCP Throughput, with examples for T3 (44.21 Mbps) and Ethernet.
このセクションでは、T3（44.21 Mbps）とイーサネットの例を使用して、最大達成可能なTCPスループットを計算する式を提供します。
All calculations are based on IP version 4 with TCP/IP headers of 20 Bytes each (20 for TCP + 20 for IP) within an MTU of 1500 Bytes.
すべての計算は、1500バイトのMTU内で、それぞれ20バイト（IPの場合は20）のTCP/IPヘッダー（IPの場合は20）のIPバージョン4に基づいています。
First, the maximum achievable Layer 2 throughput of a T3 interface is limited by the maximum quantity of Frames Per Second (FPS) permitted by the actual physical layer (Layer 1) speed.
まず、T3インターフェイスの最大達成可能レイヤー2スループットは、実際の物理レイヤー（レイヤー1）速度によって許可される秒あたりの最大数量（FPS）によって制限されます。
The calculation formula is:
計算式は次のとおりです。
FPS = T3 Physical Speed / ((MTU + PPP + Flags + CRC16) X 8)
FPS = (44.21 Mbps /
((1500 Bytes + 4 Bytes + 2 Bytes + 2 Bytes) X 8 )))
FPS = (44.21 Mbps / (1508 Bytes X 8))
FPS = 44.21 Mbps / 12064 bits
FPS = 3664
Then, to obtain the Maximum Achievable TCP Throughput (Layer 4), we simply use:
次に、最大達成可能なTCPスループット（レイヤー4）を取得するには、次のことを使用します。
(MTU - 40) in Bytes X 8 bits X max FPS
（MTU -40）バイトx 8ビットx最大fps
For a T3, the maximum TCP Throughput =
T3の場合、最大TCPスループット=
1460 Bytes X 8 bits X 3664 FPS
1460バイトx 8ビットx 3664 fps
Maximum TCP Throughput = 11680 bits X 3664 FPS Maximum TCP Throughput = 42.8 Mbps
最大TCPスループット= 11680ビットx 3664 FPS最大TCPスループット= 42.8 Mbps
On Ethernet, the maximum achievable Layer 2 throughput is limited by the maximum Frames Per Second permitted by the IEEE802.3 standard.
イーサネットでは、最大達成可能なレイヤー2スループットは、IEEE802.3標準で許可される秒あたりの最大フレームによって制限されます。
The maximum FPS for 100-Mbps Ethernet is 8127, and the calculation formula is:
100-Mbpsイーサネットの最大FPSは8127で、計算式は次のとおりです。
FPS = (100 Mbps / (1538 Bytes X 8 bits))
The maximum FPS for GigE is 81274, and the calculation formula is:
Gigeの最大FPSは81274で、計算式は次のとおりです。
FPS = (1 Gbps / (1538 Bytes X 8 bits))
The maximum FPS for 10GigE is 812743, and the calculation formula is:
10gigeの最大FPSは812743で、計算式は次のとおりです。
FPS = (10 Gbps / (1538 Bytes X 8 bits))
The 1538 Bytes equates to:
1538バイトは次のとおりです。
MTU + Ethernet + CRC32 + IFG + Preamble + SFD
(IFG = Inter-Frame Gap and SFD = Start of Frame Delimiter)
where MTU is 1500 Bytes, Ethernet is 14 Bytes, CRC32 is 4 Bytes, IFG is 12 Bytes, Preamble is 7 Bytes, and SFD is 1 Byte.
MTUは1500バイトで、イーサネットは14バイト、CRC32は4バイト、IFGは12バイト、プリアンブルは7バイト、SFDは1バイトです。
Then, to obtain the Maximum Achievable TCP Throughput (Layer 4), we simply use:
次に、最大達成可能なTCPスループット（レイヤー4）を取得するには、次のことを使用します。
(MTU - 40) in Bytes X 8 bits X max FPS
（MTU -40）バイトx 8ビットx最大fps
For 100-Mbps Ethernet, the maximum TCP Throughput =
100-Mbpsイーサネットの場合、最大TCPスループット=
1460 Bytes X 8 bits X 8127 FPS
1460バイトx 8ビットx 8127 fps
Maximum TCP Throughput = 11680 bits X 8127 FPS Maximum TCP Throughput = 94.9 Mbps
最大TCPスループット= 11680ビットx 8127 FPS最大TCPスループット= 94.9 Mbps
It is important to note that better results could be obtained with jumbo frames on Gigabit and 10-Gigabit Ethernet interfaces.
ギガビットおよび10ギガビットイーサネットインターフェイスのジャンボフレームでより良い結果を得ることができることに注意することが重要です。
The following table illustrates the Ideal TCP Transfer Time of a single TCP connection when its TCP RWND and Send Socket Buffer sizes equal or exceed the BDP.
次の表は、TCP RWNDとBDPを等しくまたはそれを超えるソケットバッファサイズを送信するときの単一TCP接続の理想的なTCP転送時間を示しています。
Link Maximum Ideal TCP
Speed BDP Achievable TCP Transfer Time
(Mbps) RTT (ms) (KBytes) Throughput(Mbps) (seconds)*
--------------------------------------------------------------------
1.536 50.00 9.6 1.4 571.0
44.210 25.00 138.2 42.8 18.0
100.000 2.00 25.0 94.9 9.0
1,000.000 1.00 125.0 949.2 1.0
10,000.000 0.05 62.5 9,492.0 0.1
* Transfer times are rounded for simplicity.
* 簡単にするために転送時間が丸くなります。
Table 4.1.2. Link Speed, RTT, BDP, TCP Throughput, and Ideal TCP Transfer Time for a 100-MB File
表4.1.2。100 MBファイルのリンク速度、RTT、BDP、TCPスループット、および理想的なTCP転送時間
For a 100-MB file (100 X 8 = 800 Mbits), the Ideal TCP Transfer Time is derived as follows:
100 MBファイル（100 x 8 = 800 mbits）の場合、理想的なTCP転送時間は次のように導き出されます。
800 Mbits
Ideal TCP Transfer Time = -----------------------------------
Maximum Achievable TCP Throughput
To illustrate the TCP Transfer Time Ratio, an example would be the bulk transfer of 100 MB over 5 simultaneous TCP connections (each connection transferring 100 MB). In this example, the Ethernet service provides a Committed Access Rate (CAR) of 500 Mbps. Each connection may achieve different throughputs during a test, and the overall throughput rate is not always easy to determine (especially as the number of connections increases).
TCP転送時間比を説明するために、例は、5つの同時TCP接続（各接続が100 MBを転送する）を超える100 MBのバルク転送です。この例では、イーサネットサービスは500 Mbpsのコミットアクセス率（CAR）を提供します。各接続は、テスト中に異なるスループットを達成する可能性があり、全体的なスループットレートを決定するのは必ずしも容易ではありません（特に接続の数が増えるにつれて）。
The Ideal TCP Transfer Time would be ~8 seconds, but in this example, the Actual TCP Transfer Time was 12 seconds. The TCP Transfer Time Ratio would then be 12/8 = 1.5, which indicates that the transfer across all connections took 1.5 times longer than the ideal.
理想的なTCP転送時間は約8秒ですが、この例では、実際のTCP転送時間は12秒でした。TCP転送時間比は12/8 = 1.5になります。これは、すべての接続にわたる転送が理想よりも1.5倍長くかかったことを示しています。
The second metric represents the percentage of Bytes that were not retransmitted.
2番目のメトリックは、再送信されなかったバイトの割合を表します。
Transmitted Bytes - Retransmitted Bytes
TCP Efficiency % = --------------------------------------- X 100
Transmitted Bytes
Transmitted Bytes are the total number of TCP Bytes to be transmitted, including the original and the retransmitted Bytes.
送信されたバイトは、元のバイトと再送信バイトを含む、送信されるTCPバイトの総数です。
As an example, if 100,000 Bytes were sent and 2,000 had to be retransmitted, the TCP Efficiency Percentage would be calculated as:
例として、100,000バイトが送信され、2,000を再送信する必要がある場合、TCP効率率は次のように計算されます。
102,000 - 2,000
TCP Efficiency % = ----------------- X 100 = 98.03%
102,000
Note that the Retransmitted Bytes may have occurred more than once; if so, then these multiple retransmissions are added to the Retransmitted Bytes and to the Transmitted Bytes counts.
再送信されたバイトが複数回発生した可能性があることに注意してください。その場合、これらの複数の再送信が再送信されたバイトと送信されたバイトカウントに追加されます。
The third metric is the Buffer Delay Percentage, which represents the increase in RTT during a TCP Throughput test versus the inherent or baseline RTT. The baseline RTT is the Round-Trip Time inherent to the network path under non-congested conditions as defined in Section 3.2.1. The average RTT is derived from the total of all measured RTTs during the actual test at every second divided by the test duration in seconds.
3番目のメトリックは、バッファー遅延率であり、これはTCPスループットテスト中のRTTの増加と固有またはベースラインRTTです。ベースラインRTTは、セクション3.2.1で定義されているように、非合成条件下でネットワークパスに固有の往復時間です。平均RTTは、実際のテスト中に測定されたすべてのRTTの合計から導き出されます。毎秒でテスト期間を秒単位で割ったものです。
Total RTTs during transfer
Average RTT during transfer = -----------------------------
Transfer duration in seconds
Average RTT during transfer - Baseline RTT
Buffer Delay % = ------------------------------------------ X 100
Baseline RTT
As an example, consider a network path with a baseline RTT of 25 ms. During the course of a TCP transfer, the average RTT across the entire transfer increases to 32 ms. Then, the Buffer Delay Percentage would be calculated as:
例として、25ミリ秒のベースラインRTTのネットワークパスを検討してください。TCP転送の過程で、転送全体にわたる平均RTTは32ミリ秒に増加します。次に、バッファー遅延率は次のように計算されます。
32 - 25
Buffer Delay % = ------- X 100 = 28%
25
Note that the TCP Transfer Time Ratio, TCP Efficiency Percentage, and the Buffer Delay Percentage MUST all be measured during each throughput test. A poor TCP Transfer Time Ratio (i.e., Actual TCP Transfer Time greater than the Ideal TCP Transfer Time) may be diagnosed by correlating with sub-optimal TCP Efficiency Percentage and/or Buffer Delay Percentage metrics.
TCP転送時間比、TCP効率の割合、およびバッファー遅延率はすべて、各スループットテスト中にすべて測定する必要があることに注意してください。TCP転送時間の不良（つまり、理想的なTCP転送時間よりも大きい実際のTCP転送時間）は、最適なTCP効率率および/またはバッファー遅延率メトリックと相関することにより診断される場合があります。
Several TCP tools are currently used in the network world, and one of the most common is "iperf". With this tool, hosts are installed at each end of the network path; one acts as a client and the other as a server. The Send Socket Buffer and the TCP RWND sizes of both client and server can be manually set. The achieved throughput can then be measured, either uni-directionally or bi-directionally. For higher-BDP situations in lossy networks (Long Fat Networks (LFNs) or satellite links, etc.), TCP options such as Selective Acknowledgment SHOULD become part of the window size/throughput characterization.
現在、いくつかのTCPツールがネットワークの世界で使用されており、最も一般的なものの1つは「IPERF」です。このツールを使用すると、ネットワークパスの両端にホストがインストールされます。1つはクライアントとして、もう1つはサーバーとして機能します。クライアントとサーバーの両方の送信ソケットバッファとTCP RWNDサイズは、手動で設定できます。その後、達成されたスループットは、一方向または双方向のいずれかで測定できます。損失のあるネットワーク（長脂肪ネットワーク（LFNS）または衛星リンクなど）のより高いBDPの状況では、選択的承認などのTCPオプションは、ウィンドウサイズ/スループットの特性評価の一部になるはずです。
Host hardware performance must be well understood before conducting the tests described in the following sections. A dedicated communications test instrument will generally be REQUIRED, especially for line rates of GigE and 10 GigE. A compliant TCP TTD SHOULD provide a warning message when the expected test throughput will exceed the subscribed customer SLA. If the throughput test is expected to exceed the subscribed customer SLA, then the test SHOULD be coordinated with the network provider.
ホストハードウェアのパフォーマンスは、次のセクションで説明されているテストを実施する前によく理解する必要があります。特にGigeと10 Gigeのラインレートには、一般的に専用の通信テスト機器が必要になります。準拠したTCP TTDは、予想されるテストスループットがサブスクライブされた顧客SLAを超える場合に警告メッセージを提供する必要があります。スループットテストが購読されている顧客SLAを超えると予想される場合、テストはネットワークプロバイダーと調整する必要があります。
The TCP Throughput test SHOULD be run over a long enough duration to properly exercise network buffers (i.e., greater than 30 seconds) and SHOULD also characterize performance at different times of the day.
TCPスループットテストは、ネットワークバッファー（つまり、30秒を超える）を適切に行使するのに十分な期間にわたって実行され、1日の異なる時間にパフォーマンスを特徴付ける必要があります。
The decision whether to conduct single- or multiple-TCP-connection tests depends upon the size of the BDP in relation to the TCP RWND configured in the end-user environment. For example, if the BDP for
a Long Fat Network (LFN) turns out to be 2 MB, then it is probably more realistic to test this network path with multiple connections. Assuming typical host TCP RWND sizes of 64 KB (e.g., Windows XP), using 32 TCP connections would emulate a small-office scenario.
長い脂肪ネットワーク（LFN）は2 MBであることが判明したため、複数の接続でこのネットワークパスをテストする方がおそらくより現実的です。典型的なホストTCP RWNDサイズは64 kB（例：Windows XP）を想定すると、32のTCP接続を使用すると、小規模なオフィスシナリオがエミュレートされます。
The following table is provided to illustrate the relationship between the TCP RWND and the number of TCP connections required to fill the available capacity of a given BDP. For this example, the network bandwidth is 500 Mbps and the RTT is 5 ms; then, the BDP equates to 312.5 KBytes.
TCP RWNDと、特定のBDPの利用可能な容量を埋めるために必要なTCP接続の数との関係を示すために、次の表を示します。この例では、ネットワーク帯域幅は500 Mbps、RTTは5ミリ秒です。次に、BDPは312.5 kbytesに相当します。
Number of TCP Connections
TCP RWND to fill available bandwidth
--------------------------------------
16 KB 20
32 KB 10
64 KB 5
128 KB 3
Table 5.1. Number of TCP Connections versus TCP RWND
表5.1。TCP接続の数とTCP RWND
The TCP Transfer Time Ratio metric is useful when conducting multiple-connection tests. Each connection SHOULD be configured to transfer payloads of the same size (e.g., 100 MB); then, the TCP Transfer Time Ratio provides a simple metric to verify the actual versus expected results.
TCP転送時間比率は、複数の接続テストを実施するときに役立ちます。各接続は、同じサイズのペイロード（100 MBなど）を転送するように構成する必要があります。次に、TCP転送時間比は、実際の結果と予想される結果を検証するための単純なメトリックを提供します。
Note that the TCP transfer time is the time required for each connection to complete the transfer of the predetermined payload size. From the previous table, the 64-KB window is considered. Each of the 5 TCP connections would be configured to transfer 100 MB, and each one should obtain a maximum of 100 Mbps. So for this example, the 100-MB payload should be transferred across the connections in approximately 8 seconds (which would be the Ideal TCP Transfer Time under these conditions).
TCP転送時間は、所定のペイロードサイズの転送を完了するために各接続に必要な時間であることに注意してください。前のテーブルから、64 kbのウィンドウが考慮されます。5つのTCP接続のそれぞれは、100 MBを転送するように構成され、それぞれが最大100 Mbpsを取得する必要があります。したがって、この例では、100 MBのペイロードを約8秒で接続全体に転送する必要があります（これは、これらの条件下で理想的なTCP転送時間になります）。
Additionally, the TCP Efficiency Percentage metric MUST be computed for each connection as defined in Section 4.2.
さらに、セクション4.2で定義されているように、各接続についてTCP効率率のメトリックを計算する必要があります。
At the end, a TCP Throughput Test Device (TCP TTD) SHOULD generate a report with the calculated BDP and a set of Window size experiments. Window size refers to the minimum of the Send Socket Buffer and TCP RWND. The report SHOULD include TCP Throughput results for each TCP Window size tested. The goal is to provide achievable versus actual TCP Throughput results with respect to the TCP Window size when no fragmentation occurs. The report SHOULD also include the results for
最後に、TCPスループットテストデバイス（TCP TTD）は、計算されたBDPと一連のウィンドウサイズの実験でレポートを生成する必要があります。ウィンドウサイズとは、送信ソケットバッファーとTCP RWNDの最小値を指します。レポートには、テストされた各TCPウィンドウサイズのTCPスループット結果を含める必要があります。目標は、断片化が発生しないときにTCPウィンドウサイズに関して、実際のTCPスループットの結果と実際のTCPスループットの結果を提供することです。レポートには結果も含める必要があります
the 3 metrics defined in Section 4. The goal is to provide a clear relationship between these 3 metrics and user experience. As an example, for the same results in regard to Transfer Time Ratio, a better TCP Efficiency could be obtained at the cost of higher Buffer Delays.
セクション4で定義されている3つのメトリックは、これらの3つのメトリックとユーザーエクスペリエンスの間に明確な関係を提供することです。例として、伝達時間比に関して同じ結果について、より高いバッファー遅延のコストでより良いTCP効率を得ることができます。
For cases where the test results are not equal to the ideal values, some possible causes are as follows:
テスト結果が理想的な値に等しくない場合、いくつかの可能な原因は次のとおりです。
- Network congestion causing packet loss, which may be inferred from a poor TCP Efficiency % (i.e., higher TCP Efficiency % = less packet loss).
- ネットワークのうっ血を引き起こすパケットの損失を引き起こします。これは、TCP効率の低さから推測される可能性があります（つまり、TCP効率が高い％=パケット損失が少なくなります）。
- Network congestion causing an increase in RTT, which may be inferred from the Buffer Delay Percentage (i.e., 0% = no increase in RTT over baseline).
- RTTの増加を引き起こすネットワークのうっ血。これは、バッファー遅延率から推測される場合があります（つまり、0％=ベースライン上のRTTの増加なし）。
- Intermediate network devices that actively regenerate the TCP connection and can alter TCP RWND size, MTU, etc.
- TCP接続を積極的に再生し、TCP RWNDサイズ、MTUなどを変更できる中間ネットワークデバイス。
- Rate limiting by policing instead of shaping.
- 形成するのではなく、ポリシングによって制限されます。
- Maximum TCP Buffer Space. All operating systems have a global mechanism to limit the quantity of system memory to be used by TCP connections. On some systems, each connection is subject to a memory limit that is applied to the total memory used for input data, output data, and controls. On other systems, there are separate limits for input and output buffer spaces per connection. Client/server IP hosts might be configured with Maximum TCP Buffer Space limits that are far too small for high-performance networks.
- 最大TCPバッファースペース。すべてのオペレーティングシステムには、TCP接続によって使用されるシステムメモリの量を制限するグローバルなメカニズムがあります。一部のシステムでは、各接続は、入力データ、出力データ、およびコントロールに使用される総メモリに適用されるメモリ制限の対象となります。他のシステムでは、接続ごとに入力バッファースペースと出力バッファースペースに個別の制限があります。クライアント/サーバーIPホストは、高性能ネットワークには小さすぎるTCPバッファースペース制限で構成される場合があります。
- Socket Buffer sizes. Most operating systems support separate per-connection send and receive buffer limits that can be adjusted as long as they stay within the maximum memory limits. These socket buffers MUST be large enough to hold a full BDP of TCP Bytes plus some overhead. There are several methods that can be used to adjust Socket Buffer sizes, but TCP Auto-Tuning automatically adjusts these as needed to optimally balance TCP performance and memory usage.
- ソケットバッファサイズ。ほとんどのオペレーティングシステムは、1つの接続ごとの個別の送信をサポートし、最大メモリ制限内にとどまる限り調整できるバッファー制限を受け取ります。これらのソケットバッファーは、TCPバイトの完全なBDPとオーバーヘッドの完全なBDPを保持するのに十分な大きさでなければなりません。ソケットバッファーのサイズを調整するために使用できるいくつかの方法がありますが、TCP自動調整は、必要に応じてこれらを自動的に調整して、TCPのパフォーマンスとメモリ使用量のバランスを最適にします。
It is important to note that Auto-Tuning is enabled by default in LINUX since kernel release 2.6.6 and in UNIX since FreeBSD 7.0. It is also enabled by default in Windows since Vista and in Mac since OS X version 10.5 (Leopard). Over-buffering can cause some applications to behave poorly, typically causing sluggish interactive response and introducing the risk of running the system out of memory. Large default socket buffers have to be considered carefully on multi-user systems.
カーネルリリース2.6.6以降のLinuxおよびFreeBSD 7.0以降のUNIXでは、Linuxでは自動調整がデフォルトで有効になっていることに注意することが重要です。また、Windows以降のWindowsおよびOS Xバージョン10.5（Leopard）からのMacでデフォルトで有効になっています。バッファリングを過剰にすると、一部のアプリケーションが動作しなくなり、通常、インタラクティブな応答が遅くなり、システムをメモリから実行するリスクを導入する可能性があります。マルチユーザーシステムでは、大規模なデフォルトソケットバッファーを慎重に検討する必要があります。
- TCP Window Scale option [RFC1323]. This option enables TCP to support large BDP paths. It provides a scale factor that is required for TCP to support window sizes larger than 64 KB. Most systems automatically request WSCALE under some conditions, such as when the Receive Socket Buffer is larger than 64 KB or when the other end of the TCP connection requests it first. WSCALE can only be negotiated during the 3-way handshake. If either end fails to request WSCALE or requests an insufficient value, it cannot be renegotiated. Different systems use different algorithms to select WSCALE, but it is very important to have large enough buffer sizes. Note that under these constraints, a client application wishing to send data at high rates may need to set its own receive buffer to something larger than 64 KBytes before it opens the connection, to ensure that the server properly negotiates WSCALE. A system administrator might have to explicitly enable [RFC1323] extensions. Otherwise, the client/server IP host would not support TCP Window sizes (BDP) larger than 64 KB. Most of the time, performance gains will be obtained by enabling this option in LFNs.
- TCPウィンドウスケールオプション[RFC1323]。このオプションにより、TCPは大きなBDPパスをサポートできます。 TCPが64 kbを超えるウィンドウサイズをサポートするために必要なスケールファクターを提供します。ほとんどのシステムは、受信ソケットバッファーが64 kbを超える場合やTCP接続のもう一方の端が最初に要求する場合など、一部の条件下でWscaleを自動的に要求します。 Wscaleは、3方向の握手中にのみ交渉できます。いずれかの端がWSCALEを要求できない場合、または不十分な値を要求する場合、再交渉することはできません。さまざまなシステムが異なるアルゴリズムを使用してWscaleを選択しますが、十分な大きさのバッファサイズを持つことが非常に重要です。これらの制約の下では、高レートでデータを送信したいクライアントアプリケーションは、接続を開く前に64 kバイトより大きなものに独自の受信バッファーを設定し、サーバーがWSCALEと適切にネゴシエートすることを確認する必要があることに注意してください。システム管理者は、[RFC1323]拡張を明示的に有効にする必要がある場合があります。それ以外の場合、クライアント/サーバーIPホストは、64 kBを超えるTCPウィンドウサイズ（BDP）をサポートしません。ほとんどの場合、このオプションをLFNSで有効にすることにより、パフォーマンスの向上が得られます。
- TCP Timestamps option [RFC1323]. This feature provides better measurements of the Round-Trip Time and protects TCP from data corruption that might occur if packets are delivered so late that the sequence numbers wrap before they are delivered. Wrapped sequence numbers do not pose a serious risk below 100 Mbps, but the risk increases at higher data rates. Most of the time, performance gains will be obtained by enabling this option in Gigabit-bandwidth networks.
- TCPタイムスタンプオプション[RFC1323]。この機能は、往復時間のより良い測定を提供し、パケットが配信される前にシーケンス番号をラップするほど遅く配信された場合に発生する可能性のあるデータ腐敗からTCPを保護します。ラップされたシーケンス数は、100 Mbps未満の深刻なリスクをもたらすものではありませんが、より高いデータレートでリスクが増加します。ほとんどの場合、このオプションをGigabit-Bandwidthネットワークで有効にすることにより、パフォーマンスの向上が得られます。
- TCP Selective Acknowledgments (SACK) option [RFC2018]. This allows a TCP receiver to inform the sender about exactly which data segment is missing and needs to be retransmitted. Without SACK, TCP has to estimate which data segment is missing, which works just fine if all losses are isolated (i.e., only one loss in any given round trip). Without SACK, TCP takes a very long time to recover after multiple and consecutive losses. SACK is now supported by most operating systems, but it may have to be explicitly enabled by the system administrator. In networks with unknown load and error patterns, TCP SACK will improve throughput performance. On the other hand, security appliance vendors might have implemented TCP randomization without considering TCP SACK, and under such circumstances, SACK might need to be disabled in the client/server IP hosts until the vendor corrects the issue. Also, poorly implemented SACK algorithms might cause extreme CPU loads and might need to be disabled.
- TCP Selective Aumponedgments（sack）オプション[RFC2018]。これにより、TCPレシーバーは、どのデータセグメントが欠落しており、再送信する必要があるかを送信者に正確に通知できます。袋がなければ、TCPはどのデータセグメントが欠落しているかを推定する必要があります。これは、すべての損失が分離されている場合に正常に機能します（つまり、特定の往復で1つの損失のみ）。サックがなければ、TCPは複数の連続した損失の後に回復するのに非常に長い時間がかかります。Sackは現在、ほとんどのオペレーティングシステムでサポートされていますが、システム管理者が明示的に有効にする必要がある場合があります。未知の負荷とエラーパターンのネットワークでは、TCPサックはスループットのパフォーマンスを向上させます。一方、セキュリティアプライアンスベンダーはTCPサックを考慮せずにTCPランダム化を実装している可能性があり、そのような状況では、ベンダーが問題を修正するまで、クライアント/サーバーIPホストでサックを無効にする必要がある場合があります。また、実装されていないサックアルゴリズムは、極端なCPU負荷を引き起こす可能性があり、無効にする必要がある場合があります。
- Path MTU. The client/server IP host system SHOULD use the largest possible MTU for the path. This may require enabling Path MTU Discovery [RFC1191] and [RFC4821]. Since [RFC1191] is flawed, Path MTU Discovery is sometimes not enabled by default and may need to be explicitly enabled by the system administrator. [RFC4821] describes a new, more robust algorithm for MTU discovery and ICMP black hole recovery.
- パスmtu。クライアント/サーバーIPホストシステムは、パスに可能な最大のMTUを使用する必要があります。これには、パスMTU発見[RFC1191]および[RFC4821]を有効にする必要があります。[RFC1191]には欠陥があるため、Path MTU発見がデフォルトで有効にされない場合があり、システム管理者によって明示的に有効になる必要がある場合があります。[RFC4821]は、MTU発見とICMPブラックホールの回復のための新しい、より堅牢なアルゴリズムについて説明しています。
- TOE (TCP Offload Engine). Some recent Network Interface Cards (NICs) are equipped with drivers that can do part or all of the TCP/IP protocol processing. TOE implementations require additional work (i.e., hardware-specific socket manipulation) to set up and tear down connections. Because TOE NIC configuration parameters are vendor-specific and not necessarily RFC-compliant, they are poorly integrated with UNIX and LINUX. Occasionally, TOE might need to be disabled in a server because its NIC does not have enough memory resources to buffer thousands of connections.
- つま先（TCPオフロードエンジン）。最近のネットワークインターフェイスカード（NICS）には、TCP/IPプロトコル処理の一部またはすべてを実行できるドライバーが装備されています。つま先の実装では、接続をセットアップして解体するために追加の作業（つまり、ハードウェア固有のソケット操作）が必要です。TOE NIC構成パラメーターはベンダー固有であり、必ずしもRFCに準拠しているわけではないため、UNIXおよびLinuxとは不十分に統合されています。時々、そのNICには何千もの接続を緩衝するのに十分なメモリリソースがないため、サーバーでつま先を無効にする必要がある場合があります。
Note that both ends of a TCP connection MUST be properly tuned.
TCP接続の両端を適切に調整する必要があることに注意してください。
Measuring TCP network performance raises security concerns. Metrics produced within this framework may create security issues.
TCPネットワークのパフォーマンスを測定すると、セキュリティの懸念が生じます。このフレームワーク内で作成されたメトリックは、セキュリティの問題を引き起こす可能性があります。
TCP network performance metrics, as defined in this document, attempt to fill the NUT with a stateful connection. However, since the test MAY use stateless IP streams as specified in Section 3.2.2, it might appear to network operators to be a denial-of-service attack. Thus, as mentioned at the beginning of Section 3, TCP Throughput testing may require cooperation between the end-user customer and the network provider.
このドキュメントで定義されているTCPネットワークパフォーマンスメトリックは、ナットをステートフルな接続で埋めようとします。ただし、セクション3.2.2で指定されているように、テストではステートレスIPストリームを使用する可能性があるため、ネットワークオペレーターがサービス拒否攻撃であると思われる可能性があります。したがって、セクション3の開始で述べたように、TCPスループットテストには、エンドユーザーの顧客とネットワークプロバイダーの間の協力が必要になる場合があります。
Metrics within this framework generate packets from a sample, rather than taking samples based on user data. Thus, our framework does not threaten user data confidentiality.
このフレームワーク内のメトリックは、ユーザーデータに基づいてサンプルを使用するのではなく、サンプルからパケットを生成します。したがって、私たちのフレームワークは、ユーザーデータの機密性を脅かすものではありません。
The security considerations that apply to any active measurement of live networks are relevant here as well. See [RFC4656] and [RFC5357].
ライブネットワークの積極的な測定に適用されるセキュリティ上の考慮事項は、ここでも関連しています。[RFC4656]および[RFC5357]を参照してください。
Thanks to Lars Eggert, Al Morton, Matt Mathis, Matt Zekauskas, Yaakov Stein, and Loki Jorgenson for many good comments and for pointing us to great sources of information pertaining to past works in the TCP capacity area.
Lars Eggert、Al Morton、Matt Mathis、Matt Zekauskas、Yaakov Stein、およびLoki Jorgensonの多くの良いコメントと、TCP容量エリアの過去の作品に関連する素晴らしい情報源を指摘してくれたことに感謝します。
[RFC1191] Mogul, J. and S. Deering, "Path MTU discovery", RFC 1191, November 1990.
[RFC1191] Mogul、J。およびS. Deering、「Path MTU Discovery」、RFC 1191、1990年11月。
[RFC1323] Jacobson, V., Braden, R., and D. Borman, "TCP Extensions for High Performance", RFC 1323, May 1992.
[RFC1323] Jacobson、V.、Braden、R。、およびD. Borman、「高性能のためのTCP拡張」、RFC 1323、1992年5月。
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[RFC2018] Mathis、M.、Mahdavi、J.、Floyd、S。、およびA. Romanow、「TCP選択的承認オプション」、RFC 2018、1996年10月。
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[RFC5357] Hedayat、K.、Krzanowski、R.、Morton、A.、Yum、K。、およびJ. Babiarz、「双方向活性測定プロトコル（TWAMP）」、RFC 5357、2008年10月。
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