FTP_TCP参数的选择和优化

1、移动GPRS端到端数据业务性能评估与优化FTP业务TCP参数的选择和优化2007年 5月 21 日摘要 在GPR测络中，FTP,接收等大数据量TCP传输业务的性能主要由无线信道的性能 决定，但由于GPRS言道的特殊性（长时延，时延变化大，可用带宽可能发生变化 等），TCP参数的选择对TCP的性能也会产生影响。我们使用GPRS网络中的FTP测试服务器，对不同的TCP参数进行了一系列测试, 分析了各参数对TCP性能的影响，从中选择了一组适合 GPRSt性的TCP参数。FTP 测试服务器：服务器操作系统： Solaris 8FTP服务器软件：proftpd目录1. 测试环境和设备 42. 影响GPR

2、S传输性能的TCP特性43. TCP参数的选择和分析43.1. 最大分段长度（MSS和路径MTU发现（PMTU 43.2. TCP接收和发送窗口的尺寸（rcvbuf，sndbuf） 63.3. TCP慢启动初始窗口的尺寸（tcp_slow_start_initial） 63.4. Selective Acknowledgments （SACK）93.5. TCP时间戳选项（timestamp option ） 93.6. TCP快速恢复算法参数104. 结论12我们同时使GPRS络环1. 测试环境和设备我们在GPR测络的FTP测试服务器上进行了测试和优化：FTP 测试服务器：服务器操作系统：

3、Solaris 8FTP服务器软件：proftpd测试终端：class 10(4+ 2) GPRS。为了同时测试 EDG性能,用了 class 10(4+ 2)的EDG手机进行了测试。2. 影响GPRS传输性能的TCP特性以下TCP参数可能会对GPRS勺TCP传输性能产生影响?最大分段长度(MSS和路径MTL发现(PMTU? TCP接收和发送窗口的尺寸(rcvbuf , sndbuf)? TCP慢启动初始窗口的尺寸(tcp_slow_start_initial)? Selective Acknowledgments( SACK)? TCP时间戳选项(timestamp option )? TC

4、P快速恢复算法参数我们对以上TCP参数进行了测试和分析，从中选择出了一组适合 境的参数。3. TCP参数的选择和分析3.1. 最大分段长度(MSS和路径MTL发现(PMTU当前的TCP协议栈大多数都缺省支持路径 MTL发现（PMTU。在开启PMTU勺 情况下，TCP协议栈根据接口的MTUfi设定MSS并将IP的DF位设为1,这 样，当数据包在传输路径上遇到较小的接口 MTU®，需要拆分时，路由设备将 向源主机发送一个错误提示，源主机会根据这个提示减少 MSSfi。最终，源主 机会找到一个适合整个传输路径的 MSSfi。在GPRS FT服务器上，PMTUE经打开，但FTP软件将MSSf

5、i设定在1024Bytes，这样，在实际FTP传输中，MSS为1024,但在数据丢包重传时，又会 使用系统缺省值1460,这样会产生两个问题影响传输效率：?使用较小的分段（1024）传输数据会产生较多的数据包，会增加传输时?使用MSS 1460重传丢失的数据包（1024）会导致一部分数据重复发 送，降低了传输效率。如下图所示:43S ：0&7-C4-L6 IZt ：4;ld.1_0,71.12Z. 11B?ll.l：eP159.TC=1 侏 > 仃沪閃i：56C-1 AC-?DO70510* FUL2盃 11J-j'"广二：R：? :二 . 1 -.-<=

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7、ftp-data ACkIIJ : .MZU.13C.11V. ZM10.71.1J2.11SFTF-D*FTP- DJA： I9. !4 b>t iJ12 ；M ：1L-1Q+ n.lZZ.UB211J玮+15 爲 zoeTOP- fr；?-CiT：3 '<r'；?c：-l A.：t=；J17£?-才443:b£*7-C4-1612134:11. Sxj5±210.71-122.11BFTF-DAftp Diia: It24 btes.Q07-C11-LU12 :M：1L. G7D72 LIL丄/盒丹LQ. 71.12.119-FTP

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12、问题DQCD7e5T2U02aoo a04cocoDB：ODJ 5DC沁.E.JU1J4J15站4JU33占1/7&a-th呦j d ii i 0 i. 2. iV.,皿JCS帖95M!：:3Jbid72fe5tIt F 卡 1_ £.+> *21出Or网irJ*04f网512c3?31ar ior -t.沁D31113B2C71IT3511*111托M.M3.175jjmeNa9? :wm TTnymcmTsi ynmiTmraw 10.71.11?. 175 lQO ；Q075=ZQ 17-57 9, 774 1Q+T1p110k1?52Idl MCT-05-K 1

13、7:57:5U_ 3 55320 211.136. 15ft. 2M175102 W07-O5-2O 17:S7:5(I?S4&2 10,71.116A?51C1： 7D07-C5-7& 17:57:50, 615S4 Z 11.116,15 2 C6IQ. 71.11 3,17 5Lw-jtiSjj iFTP Lw& TCP FtF-DATCP FTF-MFir1 ll.J-Ll'> ftp-data TaCp-1 5eq=l Act=&lQl?胡 e FTP D3 匚 a： 1心时亡I hyiBi&JU2 > ftp-diti A

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18、iuanci number: 27Ax; k ngwlerigeent Ejnt巳：0lieacier leriguh; 2Q bxe?=1 rlas; OslB： Cpsh, AC»O winded5 size: ehm号可 Ctietksbm; &-<ac correctfrefitIvs stqu*n ： numBir triT itive 日忑k 'lurnSjerr”-Tir 飞32TCP接收和发送窗口的尺寸(rcvbuf , sndbuf)rari e FiFTP Server的缺省接收和发送窗口尺寸为(8k),考虑导EDG开通后传输带宽大大增加，8

19、k的窗口尺寸偏小。针对这个问题，我们将FTP Server的接收和发送窗口尺寸增加导 32k。3.3.TCP慢启动初始窗口的尺寸(tcp_slow_start_initial)TCP在启动时，以这个值作为初始的拥塞窗口尺寸，然后在收到ACK后增加拥塞窗口的尺寸，直到到达拥塞避免阶段。由于GPR测络的包时延较大，TCP慢启动需要较长的时间，为了使 TCP能尽早以最大带宽发送数据，应该使用较大的慢启动初始窗口尺寸。此外，由于GPR网络时延可能会在较大的围发生变化，少数情况下，太大的时 延会导致虚假超时现象(Spurious timeouts )。在这种情况下，TCP协议会认 为数据包已丢失，再次启

20、动慢启动过程。较大的慢启动初始窗口可以使传输尽 快恢复到最高速率。Solaris系统中初始窗口的取值围为14。以下两图分别显示了初始窗口值为 2和4时的FTP通过率，从中可以看出，取值为 4时，FTP传输启动和恢复的 速度明显快于取值为 2 时。初始窗口值为2时的FTP通过率TCP Grdli Z: i nt .wild- JD.7i.Z5-|x|TlirDiig|-i|iutIBMSLOT _LU IUDZOO初始窗口值为4时的FTP通过率I "Inm!_«nd_4.FH-nfiJIp.I涉 1 MU.fl.faV.22*JD| XjTfiPjThpdt lOaphiwo

21、 -V *c .* r6000 m + *S亠t.a + * * *-r ”：A U*«i*”*"才*章丁=丁a-*亠*A ；r+ *SUDD »1!F叫$woo 3000 M * *-basnn r *IQOO * +11 11 1nrJD2D30蓟S>椚70k就ijrojioTaneTsl但如果初始窗口尺寸设置大较大，可能导致传输频繁的拥塞，影响传输的效率，下图显示了初始窗口尺寸为 4时的次序号-时间图，从图中可以看出，TCP 在慢启动后的一段时间后达到拥塞控制阶段，没有发生频繁拥塞的情况。初始窗口尺寸为4是较为合适的选择34Selective Ackn

22、o wledgme nts（ SACKSACK以在TCP可选头结构中确认（ACK虽多4块的数据，这样当传输过程 中多个数据分段丢失时，发送端可以在一个回程时间（RTT重传多个数据块，提高重传效率。SACK功能应该打开。3.5.TCP时间戳选项(timestamp option )TCP寸间戳选项在TCP选项头中加入了数据包的时间戳，以使主机能更精确的 估计数据包的时延。但此选项会使每个 TCP数据包多处12 bytes的选项头， 也就是多了 0.8%的额外负载。我们测试了 TCP时间戳选项打开的传输速率，发现时间戳选项并没有带来明显 的好处，不建议打开此选项。36TCP快速恢复算法参数缺省情况下，TCP协议栈会在收到3个duack (重复ack)后启动慢启动算 法，我们测试了将此参数( tcp_dupack_fast_retransmit )改为 2 的情况，看 是否能减少网络拥塞。下图显示了 tcp_dupack_fast_retransmit为2和3时的FTP通过率：TCP Graph； L& lest _vn-L-di_duadk£JpL-cip 211.1 %.i 59