ADSLのUDPパケット転送速度は、パケットサイズに厳密に比例していますか?


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ADSL2 Annex Aデバイスのアップロード速度が300kbpsであるとします。TCP接続を使用してテスト。ここで、8バイトのUDPキープアライブパケットを可能な最大レートで送信したいとします*。

パケットのサイズが非常に小さいため、有効なパケット転送速度は4,800 p / sまたはこれよりかなり低くなりますか?

UDPのパケット転送レートは、パケットサイズに厳密に線形ですか?(つまり、サイズの半分、レートの2倍。)

*アプリケーションの目的は、集中管理されたトラッカーを必要とせずに、できるだけ多くの既知のピアにこのピアが「生きており、ビジネスに対してオープン」であることを通知することです。最大パケット転送レートは、アプリケーションのP2P(スパース)メッシュネットワークの最大分散サイズを定義します。


300KbpsはTCPペイロードのみの帯域幅(つまり、IP / ADSLオーバーヘッドを含まない)であると想定していますか?ADSL回線で使用されるカプセル化は何ですか?
マイクペニントン

@MikePenningtonこれがレイヤー4 TCPレベルで300kbpsであると仮定しましょう。レイヤー1/2ネットワーキングについて、インターネットトラフィックのデフォルトのADSLカプセル化を理解するのに十分な知識がありません。
LateralFractal 2013年

回答:


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ADSLのUDPパケット転送速度は、パケットサイズに厳密に比例していますか?

答えは「いいえ、ADSL回線で使用されるATM AAL5パディングの可変性のため」です。

ADSLモデムでどのカプセル化が使用されているかわからないので、PPPoEであると想定します。ほとんどのプロバイダーは、顧客接続にPPPoEを使用しています。また、モデムで使用できるATM帯域幅全体を測定したと仮定します。私は他にもいくつかの仮定をしました...それらすべてについては以下を参照してください。

パケットのサイズが非常に小さいため、有効なパケット転送速度は4,800 p / sまたはこれよりかなり低くなりますか?

PPPoEではADSLモデムがADSLペイロードにイーサネットフレーム全体をカプセル化する必要があるため、これは4800 ppsを大幅に下回ります。このADSL回線での8バイトのUDPパケットの転送速度を見つけるには...
1.まず、ダウンロード速度を測定したときに、PPPoEの1秒あたりのパケット数を送信する必要があります。問題の300Kbps(1452バイトのTCPペイロード)を想定して、1秒あたりのPPPoEパケット(pps)を計算します...

(300*1000 bps) / (1452 Bytes/packet * 8 bits/Byte) = 25.826 1452-byte TCP pps


2.次に、PPPoEを介した300Kbpsの1452バイトTCPペイロードに必要な1秒あたりのATMセル数を計算する必要があります... AAL5 MUX PDUは、PPPoEパケットあたり32 ATMセルに相当するパディングを含めて1536バイトであると想定します( 1452バイトのTCPペイロード)。

(25.826 PPPoE pps) * (32 ATM Cells per PPPoE packet) = 826.45 ATM Cells per second
(826.45 ATM Cells per second) * (53 bytes per ATM cell) * (8 bits per Byte) = 350413.22 bps


3.最後に、この数値を使用して、8バイトのUDPペイロードの数を導出できます... PPPoEでカプセル化された各8バイトのUDPパケットは2 ATMセルです...

答え

(826.45 cells per second) / (2 cells per UDP packet) = 413.22 8-byte UDP pps

参照と仮定

参考資料:

私は仮定しています:

  • LANに1518バイトのイーサネットIIフレームがあります...
  • ATM層で一定のビットレートのアップロードがある(ADSLはATMセルを使用する)
  • プロバイダーにはPPPoEカプセル化が必要です
  • LANにレート制限はありません
  • 300KbpsのTCPペイロードを測定したときに、ADSLモデムのATMセル容量の100%を測定しました

PPPoE内の8バイトのペイロードを持つ一般的なイーサネットUDPパケットは次のようになります...

+------------------------------+
| Ethernet II Header: 14 Bytes |
+------------------------------+
|     PPP Header: 2 Bytes      |
+------------------------------+
|    PPPoE Header: 6 Bytes     |
+------------------------------+
|    IPv4 Header: 20 Bytes     |
+------------------------------+
|      UDP Header: 8 Bytes     |
+------------------------------+
|      UDP Payload: 8 Bytes    |  <------ Payload here
+------------------------------+
| Ethernet padding to 64 Bytes |
|     This pad is 2 Bytes      |
+------------------------------+
|   Ethernet CRC32: 4 Bytes    |
+------------------------------+

PPPoEと8バイトのUDPペイロードを備えた一般的なAAL5 MUX PDUは、次のようになります... AAL5パディングを使用すると、PDUの合計は96バイト、つまり2 ATMセルになります。

+------------------------------+
| Ethernet II Header: 14 Bytes |
+------------------------------+
|     PPP Header: 2 Bytes      |
+------------------------------+
|    PPPoE Header: 6 Bytes     |
+------------------------------+
|    IPv4 Header: 20 Bytes     |
+------------------------------+
|      UDP Header: 8 Bytes     |
+------------------------------+
|      UDP Payload: 8 Bytes    |
+------------------------------+
| Ethernet padding to 64 Bytes |
|     This pad is 2 Bytes      |
+------------------------------+
|   Ethernet CRC32: 4 Bytes    |
+------------------------------+
| AAL5 Padding: Up to 47 Bytes |  <------ Used to keep the PDU at even 48-byte ATM payloads
|     This pad is 24 Bytes     |
+------------------------------+
|  AAL5 CPCS Trailer: 8 Bytes  |
+------------------------------+

PPPoE内の一般的なイーサネットMTUサイズのTCPパケットは次のようになります...

+------------------------------+
| Ethernet II Header: 14 Bytes |
+------------------------------+
|     PPP Header: 2 Bytes      |
+------------------------------+
|    PPPoE Header: 6 Bytes     |
+------------------------------+
|    IPv4 Header: 20 Bytes     |
+------------------------------+
|     TCP Header: 20 Bytes     |
+------------------------------+
|   TCP Payload: 1452 Bytes    |  <------ Payload here
+------------------------------+
|   Ethernet CRC32: 4 Bytes    |
+------------------------------+

PPPoEと1452バイトのTCPペイロードを備えた一般的なAAL5 MUX PDUは次のようになります... AAL5パディングを使用すると、PDUの合計は1536バイト、つまり32 ATMセルになります。

+------------------------------+
| Ethernet II Header: 14 Bytes |
+------------------------------+
|     PPP Header: 2 Bytes      |
+------------------------------+
|    PPPoE Header: 6 Bytes     |
+------------------------------+
|    IPv4 Header: 20 Bytes     |
+------------------------------+
|     TCP Header: 20 Bytes     |
+------------------------------+
|   TCP Payload: 1452 Bytes    |
+------------------------------+
|   Ethernet CRC32: 4 Bytes    |
+------------------------------+
| AAL5 Padding: Up to 47 Bytes |  <------ Used to keep the PDU at even 48-byte ATM payloads
|     This pad is 10 Bytes     |
+------------------------------+
|  AAL5 CPCS Trailer: 8 Bytes  |
+------------------------------+

そうですか。オーバーヘッドは、レイヤ4パケットが小さいほど顕著になります。
LateralFractal 2013年
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