Как скорость соединения влияет на пропускную способность TCP?

Question

Может кто-нибудь объяснить мне, как данные передаются по сети с использованием TCP/IP? Допустим, сейчас я получаю 500 Мбит / с данных по линии 1 Гбит / с. Если я обновлю линию до 10 Гбит / с, увеличатся ли мои скорости передачи данных до 5 Гбит / с из-за сериализации (больше линий для перемещения данных, даже если они все еще движутся с той же скоростью на каждую линию)?

Я действительно запутался в том, что на самом деле определяет пропускную способность и почему фактическая пропускная способность варьируется от помеченной скорости соединения. Я полагаю, что фактическая пропускная способность определяется временем прохождения сигнала в обоих направлениях, но для достижения скорости 10 Гбит / с, разве это не означает, что вам понадобится пинг с точностью до миллисекунды? Или это пропускная способность на линию, а затем, в зависимости от скорости соединения, вы умножаете эту скорость передачи на соответствующее число линий?

Answer 1

Существует множество факторов, ограничивающих скорость передачи данных, и вы можете передавать только со скоростью самого медленного звена в цепочке. Как только вы войдете в диапазон 1 Гбит / с, скорость вашего жесткого диска станет самым медленным соединением вместо вашего сетевого адаптера.

Также вы связываете пропускную способность и задержку вместе, когда не должны, эти две вещи не имеют ничего общего друг с другом. Давайте продемонстрируем это на примере реального мира: если у меня есть фабрика, которая может производить 100 виджетов в секунду, не имеет значения, если мне потребуется час, чтобы доставить виджет клиенту, или неделя, если я Я делаю виджеты с той же скоростью. Если я модернизирую свою фабрику, чтобы производить 1000 виджетов в секунду, мои грузовики доставки все равно будут занимать столько же времени, что и я, просто я могу отправлять более крупные грузовики или их больше.

Теперь высокая задержка уменьшит вашу пропускную способность из-за того, как работают алгоритмы управления перегрузкой, однако увеличение пропускной способности не повлияет на вашу задержку (в теоретическом смысле в реальном мире вы, вероятно, увидите некоторые изменения, но это из-за побочных эффектов). смены протоколов и оборудования).

Я настоятельно рекомендую перечислить в серии статей Стива Гибсона о том, как работает интернет на тему «Безопасность сейчас!"(начиная с эпизода 309), а затем переходим к тому, как TCP работает несколькими эпизодами позже. Они рассказывают о том, как работает TCP, и это может помочь вам понять, чего вы хотите.

Answer 2

Один хост не сможет насытить вашу ссылку 10 Гбит / с, если у него также нет интерфейса 10 Гбит / с. Многие хосты, имеющие доступ к ссылке через коммутатор, могли бы это сделать (это предполагает, например, что у вас есть коммутатор на вашей стороне канала 10 Гбит / с, который имеет интерфейс 10 Гбит / с), как можно сказать, сервер с интерфейсом 10 Гбит / с.

Все протоколы, такие как TCP и IP, имеют накладные расходы. Поэтому вы не можете перемещать файлы со скоростью 10 Гбит / с через интерфейс 10 Гбит / с.

Повышение MTU может снизить накладные расходы, так как увеличивает размер полезной нагрузки каждого пакета. Вот почему одной из важных особенностей Gigabit ethernet являются "Jumbo Frames", позволяющие максимальный MTU 8192 по сравнению с 1500. Однако это означает, что если данные должны проходить через интерфейс с более низким MTU, необходима фрагментация. Это может добавить миллисекунды к вашей задержке. Другие вещи, которые добавляют задержку, являются временем, потраченным на маршрутизацию и переключение трафика.