リンクの帯域幅を増やすことでRTTを削減できますか?


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リンクの帯域幅を1 MBから30 MBに増やすと、RTTが低下しますか?

「いいえ」と言う答えが1つ見つかりました。誰かが説明してもらえますか?

また、RTTを削減するための最良のメカニズムは何ですか?


何か回答がありましたか?もしそうなら、質問が永遠にポップアップし続けないように答えを受け入れ、答えを探します。または、独自の回答を提供して受け入れることもできます。
Ron Maupin

回答:


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リンクの帯域幅を1 MBから30 MBに増やすと、RTTが低下しますか?

要するに、はい。シリアル化の遅延を変更します。1Mbpsでは、シリアライゼーションの遅延は重要です。

1Mbpsと30Mbpsでの1500バイトパケットのシリアライゼーション遅延を比較します。

1500 Bytes * 8 bits/Byte / 1,000,000 bits/second    = 12 milliseconds (at 1Mbps)
1500 Bytes * 8 bits/Byte / 30,000,000 bits/second   = 0.4 milliseconds (at 30Mbps)

また、これらは一方向の数字であることも忘れないでください。RTTを検討する場合は、2倍にする必要があります。1500バイトで各方向に11.6ミリ秒の差を気にするかどうかは別の問題ですが、厳密に言えば、リンク速度でRTTに影響を与えることができます。


たとえば100mのイーサネットリンクでは、1mと30mの違いはありません。各フレーム、ATMセルなどはリンク速度で移動します。
リッキービーム

イーサネットと同じように、誰もそれについて何も言わなかったので、それが必要であると主張するのは時期尚早です。イーサネットなしで提供されるWANサービスはたくさんあります。NICの生のビットレートは、上記の数式で使用する必要があるものです
Mike Pennington

こんにちはマイク、回答ありがとうございます。単にpingを使用している場合はどうなりますか?一方の端からもう一方の端にpingを実行すると、ping RTTは100Mbリンクから1Gbリンクまで無関心のままです。(完全に異なる物理NIC)シリアル化の遅延が考慮されているポイント間でデータを転送しない。ありがとう
NetworkNinja 2014年

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レイテンシを減らして解決している問題を説明してください。特定の問題を解決しようとしているように思われるかもしれませんが、それについての詳細情報が必要です
Mike Pennington

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リンクの帯域幅を1 MBから30 MBに増やすと、RTTが低下しますか?

いいえ、帯域幅を増やしても厳密に言えばRTTは低下しません。「厳密に言えば」と言うのは、あなたが何を測定しているかに依存するからです。

シナリオ1:物理層

従うのが簡単な次の単純なトポロジー、1 Mbpsで実行されている銅線イーサネット接続が10メートルのケーブルを備えた2つのデバイス間で1500バイトのMTUを実行している場合、これは同じRTT(ICMPエコー要求パケットにかかる時間)を持ちますデバイス1からデバイス2に移動し、ICMPエコー応答メッセージをデバイス2からデバイス1に戻します。同じ10メートルのケーブルで1500バイトのMTUを使用した10/30/50/100 Mbpsの銅線イーサネット接続として。

これは、銅ケーブルを通る信号の「遅延」がその弁証法定数比誘電率)に関連しているためです。ここでは範囲外の物理に関する追加情報については、これら2つのウィキペディアのページを参照してください。

基本的に、銅ケーブルを下りる電気信号の「飛行時間」は、同じ長さで同じグレードのCat5eケーブルを使用する場合、10Mbps接続と1000Mbps接続で同じ速度です。違いは、10Mbps接続ではデータが100Mbps接続よりも少ない頻度でネットワークにエンコードされるため、データビットがネットワークに配置されるときにデータのビット間のギャップが小さくなることです(これはシリアル化遅延と呼ばれます)。これらの2つのウィキペディアの記事は、ビットタイムスロットタイムという概念をさらに拡張してます。

シナリオ2:レイヤー4以上(TCPの例)

次のトポロジーの例では、10メートルのケーブルを備えた2つのデバイス間で、1Mbpsで実行され、MTUが1500バイトの銅線イーサネット接続が使用されています。デバイス1とデバイス2の間で転送するX量のデータが100メガバイトのデータであると仮定すると、10メートルでMTUが1500バイトの30または100Mbps銅線イーサネット接続の場合よりも時間がかかります。同じ2つのデバイス間の銅ケーブル。これは、ワイヤー上でのデータのエンコードと送信に時間がかかり、受信側のNICも信号の受信とデコードが同じくらい遅いためです。

ここで、「実際のデータ」のRTTはおそらく単一の100MBファイルですが、高レベルのプロトコルが導入されると、データを転送する必要があるだけでなく、SYN、ACK、PUSHのパケットもここで追加のビットタイムを使用して交換される可能性があるためです。アプリケーション層で、「今すぐすべてのデータを受信しました」というメッセージをデバイス2からデバイス1に送信できます。

また、RTTを削減するための最良のメカニズムは何ですか。

短い答え:あまりない

長い答え:

これを上記の例を拡張して実際の例に組み込むには、複数の中間ルーターやスイッチを介して接続されている2つのデバイス間で「ping」を実行している場合、RTTは物理的な距離と、信号がそれらのすべてのデバイスを通過して戻るまでにかかる時間(基本的に)の積です。 )。QoSがこれらのデバイスで構成されている場合、エンドツーエンドの遅延も増加し、モデルがさらに複雑になる可能性があります。

あなたがここでできることは他にはありません(お金が目的ではなく、政治は問題ではないなど、純粋に仮説的な状況では); デバイス1からデバイス2に直接接続されているファイバー接続を設置して、間にあるすべてのスイッチとルーターを切り離します。それは理想的なシナリオでしょう。現実的には、銅線またはワイヤレスリンクをファイバーにアップグレードし(そのファイバーは非常に高速ではない[ i ]、[ ii ])、接続パスを可能な限り直接にして、データが最小限の中間デバイスを通過し、異なる物理的な接続。QoSの調整とトラフィックエンジニアリング(制約ベースのルーティング)は、間に多くのホップがあり、より長い距離を通過する場合にも役立ちます。

「RTTが高すぎる」と考えられるポイント間でデータを転送したい場合は、TCP SACKなどのテクノロジーを確認できます。TCPSACKは、すでに多くの場所で使用されていますが、これを読んでみると、あなたが調べることができる他の同様の技術があるので、出発点。これには、WANアクセラレータやコンプレッサーなどのテクノロジーが含まれますが、このトピックの範囲外です。RTTが高いリンクを介したデータ転送では、BDP(帯域幅遅延積、[ iii ])を考慮する必要があります。TCPのようなものを使用する場合、これは常に妨げになります。

[i]銅誘電体媒体を通過する「飛行」時間は、ファイバー導波路と非常に似ています。

[ii]ただし、これは変化する可能性があります。新しい研究と技術により、ファイバー内の光の速度が平均0.6 * cから1.0 * c近くまで上がると期待されます。http://www.orc.soton.ac.uk/ speedoflight.html

[iii] http://www.kehlet.cx/articles/99.html-BDPの


お答えいただきありがとうございますベンスリー。それで、ISPへのpingを改善したい場合(ISPに専用サーバーがあるとしましょう)、オフィスでのリンクを増やすことで、pingを減らすことができますか?ありがとう
NetworkNinja 2014年

大きな変更を加えない限り-おそらく、現在ワイヤレスリンクがあり、ファイバーに接続していた場合、またはサーバーに到達する前に多くのルーター(ADSLが頻繁に行うように)を通過するCoppper ADSLリンクがあり、ファイバーに変更した場合RTTを減らします。同じリンクを10から30 mbpsにしても、RTTは変わりません。=(おそらく数ナノ秒程度です!気が付くことはありません)。あなたの信号は目的地に到達するために機器(通常)の少ないpeicesを通過becasueこれは...ある
jwbensley

... 10マイルを超える銅線接続がある場合、信号を繰り返す必要があるため、多くのスイッチやルーターに接続する必要があります。パスに別のデバイスを挿入するたびに、RTTが増加します。これは、信号を受信する各デバイスがそれを転送する前に解釈する必要があるためです。1Gbps接続と10Gbps接続を比較すると、1Gbのデータを毎秒10回移動するのではなく、10Gbのデータを毎秒1回移動します(データをより速く移動するのではなく、より多くのデータを移動します)
jwbensley

@networkninjaなぜ、ping時間の短縮に夢中になっているのですか。実際に1Mbpsのリンクを使用している場合、実際のトラフィックのパケットサイズとは異なる可能性があるため、pingは必ずしも遅延の正確な測定値とは限りません
user5025

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RTTに最も直接影響するのは、信号速度です。10M、100M、1G、10G、40G、100Gの時代を経て、イーサネットの進歩を見てください。次の各バージョン(40Gを除く)は、以前のバージョンよりも10倍高速です。1ビットを送信する時間は、1/10です。フル(1500B)フレームを送信する時間は、10分の1になります。

したがって、あなたの質問に対する答えはリンク層に依存します。帯域幅の変化に対応するリンク速度の変化がない場合、RTTへの影響は最小限になります。これは、トラフィックポリシングがビット単位で行われないためです。たとえば、私のオフィスのメトロe接続は物理的に1Gですが、両端で100Mに整形されています。ビットは1Gの速度で流れます。イーサネットフレームは、平均(1秒、10秒など)を100M以下に保つために必要に応じて遅延されます。簡単に言えば、単一のフレームがリンク速度で送信します。

DSLについて話している場合、帯域幅の変化はおそらくリンク速度の変化でもあります。しかしいつもではない。通常、同期速度はプロファイル速度よりも高くなります。私のDSL回線は8Mダウン、1Mアップで同期しますが、プロファイルではそれを6 / 512kに制限しています。私はUverseラインが60Mもの高さで同期するのを見ましたが、それでも25Mのプロファイルを持っています。


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リンクの読み込みについては誰も言及していません。

それ以外の場合は空のリンクでは、1Mbと30Mbの間に大きな違いはありません-エンコードは1/30の時間で実行できますが、距離が支配的な要因である場合、これは無視できます。

ただし、1Mbリンクの負荷が高い(過負荷?)と、ping時間の増加(および変動)が見られます。

30Mbリンクでの同じトラフィック負荷は、その容量の数%にすぎないため、ping時間はより速く、より一貫性があります。

双方向アクティブ測定プロトコル(TWAMP)は、標準をサポートするネットワーク内の任意の2つのデバイス間の往復IPパフォーマンスを測定するための柔軟な方法を定義します。



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本当の答えはそれが複雑だということです。

レイテンシは複数のコンポーネントで構成されています。

  1. 物理的な媒体を移動するのに費やした時間
  2. キューに座って過ごした時間
  3. データのシリアライズとデシリアライズに費やされた時間
  4. 処理に費やされた時間

物理媒体を移動するのに費やす時間は、別の物理媒体を選択することによってのみ変更できます。

キューに座って費やされる時間は、一般的にリンクが高速になることで短縮されます。そのため、データのシリアライズとデシリアライズに費やされる時間が増えます。

処理への影響は複雑になる可能性があります。処理ステップが同じである場合、通常、より高速なデータレートでは時間がかかりません。ただし、既存のリンクからより多くの帯域幅を抽出するように設計された手法では、追加の処理遅延が生じる場合もあります。この典型的な例は、DSLインターリーブです。

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