WNDW: Faktor TCP/IP pada sambungan satelit

VSAT yang sering disebut sebagai jaringan pipa panjang yang berlemak. Istilah ini merujuk kepada faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja TCP/IP pada setiap jaringan yang berbandwidth yang relatif besar, tetapi latensi tinggi. Sebagian besar sambungan Internet di Afrika dan bagian lain dari negara berkembang adalah melalui VSAT. Oleh karena itu, meskipun sebuah universitas yang mendapat koneksi melalui sebuah ISP, bagian ini mungkin berlaku jika ISP melalui sambungan VSAT. Latensi yang tinggi dalam jaringan satelit adalah disebabkan oleh jarak yang sangat jauh ke satelit dan kecepatan cahaya yang konstan. Ini menambah jarak sekitar 520 ms untuk waktu Round Trip Time (RTT) paket, dibandingkan dengan RTT antara Eropa dan Amerika Serikat yang hanya sekitar 140 ms.

Gambar 3.28: Karena kecepatan cahaya dan jarak yang jauh, sebuah paket ping dapat mengambil lebih dari 520 ms untuk memperoleh jawaban dari sambungan VSAT.

Faktor yang paling signifikan berdampak pada kinerja TCP/IP kinerja adalah RTT yang panjang, perkalian bandwidth dan delay yang besar, dan kesalahan transmisi.

Secara umum, sistem operasi yang mendukung implementasi TCP/IP modem harus digunakan pada jaringan satelit. Implementasi ini mendukung ekstensi RFC 1323:

• Pilihan skala jendela untuk mendukung TCP window dengan ukuran besar (lebih besar dari 64KB).
• Acknowledge yang selektif (SACK) untuk mengaktifkan lebih cepat dari pemulihan kesalahan transmisi.
• Pencatatan waktu yang tepat untuk menghitung nilai RTT dan retransmission timeout untuk sambungan yang digunakan.

Round-Trip Time (RTT) yang panjang

Sambungan satelit rata-rata memiliki RTT sekitar 520ms untuk satu hop. TCP menggunakan mekanisme slow-start pada awal sambungan untuk menemukan parameter TCP/IP untuk sambungan. Waktu yang di perlukan pada tahapan slow-start adalah proporsional dengan RTT, dan untuk sambungan satelit berarti TCP akan tetap di mode slow-start untuk waktu yang sedikit lebih lama daripada yang seharusnya. Hal ini menurun drastis throughput dalam waktu pendek di awal sambungan TCP. Hal ini dapat dilihat saat mengakses sebuah situs web kecil yang mungkin mengambil waktu muat yang lama sekali, tetapi ketika sebuah file besar ditransfer sepertinya kecepatan yang di peroleh cukup baik.

Selain itu, ketika ada paket yang hilang, TCP memasuki fase kontrol kemacetan, dan berkat RTT yang lebih tinggi, akan berada pada fase tersebut untuk waktu yang lebih panjang, sehingga mengurangi throughput baik, untuk sambungan TCP durasi pendek maupun durasi panjang.

Perkalian Bandiwdth-Delay yang besar

Jumlah data yang melewati sebuah sambungan pada suatu saat adalah perkalian dari bandwidth dan RTT. Karena tingginya latensi pada sambungan satelit, perkalian bandwidth-delay menjadi sangat besar. TCP/IP memungkinkan sebuah mesin remote untuk mengirim sejumlah data di muka tanpa acknowledgement. Acknowledgement biasanya diperlukan untuk semua data yang dikirim pada sambungan TCP/IP. Namun, host remote selalu diizinkan untuk mengirim sejumlah data tanpa acknowledgement, yang menjadi penting untuk mencapai kecepatan transfer yang baik pada sambungan yang memiliki perkalian bandwidth-delay yang besar. Besarnya data yang dikirim tanpa acknowledge disebut ukuran TCP windows. Besarnya TCP windows biasanya 64KB di implementasi TCP/IP modern.

Pada jaringan satelit, nilai perkalian bandwidth-delay sangat penting. Untuk memanfaatkan sepenuhnya sambungan, ukuran TCP Windows di sambungan harus sama dengan perkalian bandwidth-delay. Jika ukuran TCP windows terbesar yang di perbolehkan adalah 64KB, maksimum throughput secara teori yang dicapai melalui satelit adalah (ukuran jendela) / RTT, atau 64KB / 520 ms. Hal ini memberi kecepatan data maksimum 123 KB/s, atau 984 kbps, tanpa memperhitungkan fakta bahwa kapasitas sambungan mungkin jauh lebih besar.

Setiap segmen TCP header berisi parameter yang disebut advertised windows, yang menentukan berapa banyak tambahan byte data yang siap di terima oleh penerima. Jendela yang diiklankan adalah ketersediaan buffer / penyangga di penerima saat itu. Pengirim tidak diperbolehkan untuk mengirim lebih banyak byte dari jendela yang diiklankan. Untuk memaksimalkan kinerja, pengirim harus mengatur ukuran penyangga mengirim dan penerima harus mengatur ukuran buffer untuk menerima tidak kurang dari perkalian bandwidth-delay. Penyangga ini memiliki ukuran maksimum nilai 64KB di implementasi TCP/IP paling modern.

Untuk mengatasi masalah TCP/IP dari sistem operasi yang tidak meningkatkan ukuran jendela luar 64KB, yang dikenal sebagai teknik TCP acknowledgement spoofing dapat digunakan (lihat Peningkatan Kinerja proxy, di bawah).

Kesalahan transmisi

Dalam implementasi TCP/IP yang lama, paket loss selalu dianggap disebabkan oleh tabrakan (bukan karena kesalahan sambungan). Bila ini terjadi, TCP melakukan menghindari kemacetan, yang memerlukan tiga duplikat ACKs atau slow start dalam kasus timeout. Karena dari nilai RTT yang panjang, jika fasa control-congestion ini di mulai, TCP/IP pada sambungan satelit akan memakan waktu lebih lama untuk kembali ke tingkat throughput sebelumnya. Oleh karena itu kesalahan pada sambungan satelit akan berdampak lebih serius terhadap kinerja TCP dibandingkan dengan sambungan dengan latensi rendah. Untuk mengatasi keterbatasan ini, mekanisme seperti Selective Acknowledgement (SACK) telah dikembangkan. SACK menetapkan paket mana yang telah diterima, memungkinkan pengirim untuk mengirim ulang hanya segmen / paket yang karena kesalahan link.

White paper Implementasi detail TCP/IP dari Microsoft Windows 2000 menyatakan

"Windows 2000 memperkenalkan dukungan fitur kinerja yang penting yang dikenal sebagai Selective Acknowledgement (SACK). SACK sangat penting untuk sambungan dengan ukuran jendela TCP yang besar."

SACK telah menjadi fitur standar di Linux dan BSD kernel cukup lama. Pastikan bahwa router Internet dan ISP anda mendukung SACK di kedua sisi.

Implikasi untuk Universitas

Jika sebuah situs memiliki sambungan 512 kbps ke Internet, standar pengaturan TCP/IP kemungkinan cukup, karena ukuran jendela 64 KB dapat mengisi hingga 984 kbps. Tetapi jika universitas memiliki lebih dari 984 kbps, mungkin dalam beberapa kasus tidak mendapatkan penuh bandwidth yang tersedia karena sambungan ke faktor "jaringan pipa panjang dan berlemak" yang dibahas di atas. Faktor-faktor tersebut menyiratkan bahwa mereka mencegah satu mesin mengisi seluruh bandwidth. Ini bukan hal yang buruk pada siang hari, karena banyak orang yang menggunakan bandwidth. Tetapi jika, misalnya, ada download besar dijadwalkan pada malam hari, administrator mungkin ingin mereka download untuk membuat penuh penggunaan bandwidth, dan faktor "jaringan pipa panjang dan berlemak" mungkin merupakan salah satu kendala. Ini mungkin juga menjadi penting jika sejumlah besar jaringan anda melalui satu jalur satu terowongan atau koneksi VPN yang berujung pada sambungan VSAT.

Administrator mungkin mempertimbangkan mengambil langkah-langkah untuk memastikan bahwa penggunaan bandwidth secara maksimal dapat dicapai dengan menset TCP/IP mereka. Jika suatu universitas telah menerapkan jaringan dimana semua lalu lintas harus melalui proxy (diperkuat dengan tata letak jaringan), maka mesin yang membuat sambungan ke Internet hanya proxy dan mail server.

Untuk informasi lebih lanjut, lihat http://www.psc.edu/networking/perf_tune.html.

Pranala Menarik

• WNDW
• Disain Jaringan
  • Jaringan 101
  • Pendahuluan
  • Kerjasama komunikasi
  • Model OSI
  • Model TCP/IP
  • Protokol Internet
  • Pengalamatan IP
  • Subnet
  • Alamat IP Publik
  • Alamat IP statik
  • Alamat IP dinamik
  • Alamat IP Private
  • Routing
  • Network Address Translation (NAT)
  • Keluarga Protokol Internet
  • Ethernet
  • Alamat MAC
  • Hub
  • Switch
  • Hub vs. Switch
  • Routers and firewalls
  • Perangkat Lainnya
  • Menyatukan Semua
  • Merancang jaringan fisik
  • Point-to-point
  • Point-to-multipoint
  • Multipoint-to-multipoint
  • Menggunakan teknologi yang cocok
  • Jaringan nirkabel 802.11
  • Jaringan Mesh dengan OLSR
  • Memperkirakan kapasitas
  • Perencanaan Sambungan
  • Software perencanaan sambungan
  • Menghindari noise
  • Repeater
  • Optimasi Trafik
  • Web caching
  • Produk proxy server
  • Mencegah pengguna untuk mem-bypass server proxy
  • Firewall
  • DNS caching dan optimalisasi
  • Optimasi sambungan Internet
  • Faktor TCP/IP pada sambungan satelit
  • Meningkatkan kinerja proxy (PEP)
  • Informasi lebih lanjut