Статическое окно перегрузки

Несмотря на то что на практике размер окна перегрузки протокола TCP постоянно меняется, для наглядности удобно сначала представить окно перегрузки статическим. Пусть W — положительное целое число, равное размеру статического окна; это означает, что сервер, не ожидая подтверждений, может передать не более W сегментов. Получив запрос, сервер сразу отсылает клиенту W сегментов. Далее сервер пересылает каждый новый сегмент после получения одной квитанции от клиента; процесс продолжается до завершения передачи объекта. Возможны два случая.

□ WS/R > RTT + S/R. Это соотношение означает, что сервер получает квитанцию для первого сегмента первого окна до завершения передачи сегментов первого окна.
□ WS/R < RTT + S/R. Это соотношение означает, что сервер заканчивает передачу сегментов окна раньше, чем получает квитанцию для первого сегмента окна.

Рассмотрим первый из случаев (рис. 3.51). Размер окна положен равным четырем сегментам: W= 4. Инициирование ТСР-соединения занимает все время оборота; на втором обороте клиент отсылает серверу запрос на получение объекта, вложенный в последний сегмент тройного рукопожатия. Таким образом, прием объекта клиентом начинается по истечении удвоенного времени. Новые сегменты поступают к клиенту с периодичностью в S/R с и подтверждаются им. Поскольку сервер получает первое подтверждение до завершения передачи сегментов окна, он имеет возможность передавать сегменты следующего окна сразу по завершении передачи сегментов предыдущего окна. Все подтверждения поступают на сервер с периодичностью S/R с, поэтому сервер передает новые сегменты без простоев в ожидании подтверждений. Таким образом, если передача объекта начата со скоростью R, то такая скорость сохраняется на протяжении всего процесса передачи, а следовательно, задержка составляет

2RTT + 0/R

Теперь рассмотрим второй случай (рис. 3.52). Предположим, что размер окна Wpa-вен 2 сегментам. Как и ранее, прием объекта клиентом начинается по истечении двойного времени оборота. Новые сегменты поступают к клиенту с периодичностью в S/R с, однако передача сегментов окна завершается до того, как подтверждение для первого сегмента оказывается на сервере. Поскольку для продолжения передачи сервер должен получить подтверждение для первого сегмента окна, он вынужден провести некоторое время в его ожидании. Подтверждения поступают на сервер с периодичностью в S/R с, и при получении каждого подтверждения сервер отсылает клиенту очередной сегмент. Таким образом, сервер всегда находится в одном из двух состояний: передачи сегментов или простоя; суммарная задержка, следовательно, складывается из величины 2RTT, времени передачи объекта и времени простоя сервера. Для определения последнего введем величину К, равную числу окон, необходимых для передачи объекта. К = О/WS; если результат деления оказывается не целым, он округляется в большую сторону до ближайшего целого. В процессе передачи сервер входит в состояние простоя К — 1 раз, при этом время» простоя составляет RTT — ( W- 1)S/R. Итак, в рассматриваемом случае задержка равна

2RTT + О/R + (К — 1) х [S/R + RTT — WS/R].

Объединяя два случая, получаем следующую задержку:

2RTT + 0/R + (К — 1) х [S/R + RTT — WS/R],

где [х]= max(x,0). Обратите внимание, что задержка складывается из трех составляющих: 2 х RTT, соответствующей установлению соединения, О/R, равной времени передачи объекта, и (К — 1) [S/R + RTT — WS/R]+, представляющей время простоя сервера.

На этом мы завершаем рассмотрение статического окна перегрузки. Анализ динамически изменяющегося окна является более сложным, однако имеет много общего с анализом статического окна.