數(shù)據(jù)網(wǎng)時(shí)延討論——華為

1、數(shù)據(jù)網(wǎng)時(shí)延討論華為技術(shù)有限公司目 錄1時(shí)延的重要性- 3 -2時(shí)延的引入點(diǎn)- 3 -3語音對時(shí)延的要求- 3 -4判斷時(shí)延正確與否的方法- 4 -5網(wǎng)絡(luò)故障自愈要求- 4 -6下載速度決定因素- 5 -6.1 tcp滑動(dòng)窗口- 5 -6.2 源、目的之間時(shí)延- 6 -7判斷文件傳遞速度是否正確的方法- 7 -1 時(shí)延的重要性交互式應(yīng)用對時(shí)延非常敏感1. ftp、http等使用tcp的應(yīng)用2. voip，端到端的時(shí)延要求數(shù)通網(wǎng)絡(luò)變?yōu)檎Z音、視頻的承載后，如何減小正常轉(zhuǎn)發(fā)過程中的時(shí)延、如何減小網(wǎng)絡(luò)的故障自愈時(shí)間都是非常關(guān)鍵的！交互式下載對源、目的之間的時(shí)延也非常敏感，一定程度上，時(shí)延決定了下載速度！

2、2 時(shí)延的引入點(diǎn)端到端之間所有處理設(shè)備，包括路由、交換設(shè)備，傳輸設(shè)備和傳輸鏈路。1. 高端路由器、交換機(jī)處理引入的時(shí)延一般在幾十個(gè)s。無擁塞情況下一般不超過50個(gè)s。2. 傳輸設(shè)備有兩種類型，一、簡單的中繼放大，二、先解調(diào)出電信號(hào)再調(diào)制成光信號(hào)（ “光電光” ），一般在幾次功率放大后需要電再生一次，提高信噪比。一般電再生中繼會(huì)引入較大的時(shí)延。3. 傳輸距離：光信號(hào)在光纖中傳輸速度約為200km/ms（由于光纖內(nèi)芯的折射率一般在1.5左右，因此光在光纖中的速度是200，000km/s，即100ms只可以走2萬公里）3 語音對時(shí)延的要求研究表明，一般用戶聽覺能夠忍耐的語音延遲在100ms左右。如果

3、往返延遲超過250ms，那么通信對端將出現(xiàn)回波，自己的聲音和對方的聲音混雜在一起，用戶將無法聽到。高于100ms的時(shí)延也可能會(huì)因收費(fèi)低而被用戶接受，但在這種情況下，通常會(huì)促使大多數(shù)用戶尋求更高質(zhì)量的業(yè)務(wù)服務(wù)。因此，可以認(rèn)為100ms是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)qos關(guān)于時(shí)延的基本要求。 由于光速限制，如果兩地相距超過1萬公里，則端端時(shí)延肯定會(huì)超過100ms，也就是說，如果語音或視頻交互的兩地距離太遠(yuǎn)，感受到延遲是必然的。 各節(jié)點(diǎn)路由設(shè)備沒有滿負(fù)荷時(shí)，一般處理時(shí)延都是固定的（負(fù)荷較大時(shí)可以通過部署qos來減小對敏感業(yè)務(wù)處理的時(shí)延）。 4 判斷時(shí)延正確與否的方法高端路由器本地光口互連，ping時(shí)延（小包）一般顯示在

4、3ms左右，此時(shí)可以忽略傳輸距離引入的時(shí)延（對icmp報(bào)文的相應(yīng)一般為主控板集中式處理，這個(gè)時(shí)延為（本地設(shè)備主控板產(chǎn)生icmp傳遞到本地接口板本地接口板處理鏈路傳輸時(shí)延對端設(shè)備接口板處理對端接口板傳到主控板對端主控板響應(yīng)）2）；高端路由器遠(yuǎn)程互連，（因?yàn)榇藭r(shí)的時(shí)延數(shù)量級(jí)是ms，光在尾纖內(nèi)傳播速度一般為200km/ms，因此傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)要考慮到傳輸距離引入的時(shí)延了；兩點(diǎn)之間距離遠(yuǎn)時(shí)，時(shí)延的主要因素是距離）ping時(shí)延減掉3ms（本地時(shí)延）即可計(jì)算出傳輸引入的時(shí)延，包含傳輸距離和傳輸中繼設(shè)備引入的時(shí)延。根據(jù)得出的傳輸時(shí)延和光在光纖中的傳播速度，可以計(jì)算出光路距離，再根據(jù)兩地的實(shí)際物理距離，可以估

5、算傳輸時(shí)延是否正常。1. 是否是本地尾纖直接互連，有沒有經(jīng)過傳輸設(shè)備？有可能是長距光路或者傳輸設(shè)備引入的時(shí)延。2. 當(dāng)前路由設(shè)備的cpu占有率是否很高？有可能是cpu占有率偏高導(dǎo)致主控板對icmp報(bào)文響應(yīng)慢。3. 有可能是lpu板與主控板之間的m-bus總線引入的不正常時(shí)延。4. 收光功率是否在正常范圍？有可能是收光功率過載或者小于接收靈敏度導(dǎo)致。5. 可以在待分析的兩臺(tái)設(shè)備上分別掛接pc，觀察ping往返時(shí)延（如果是win2000系統(tǒng)則不能分析出小于10ms的時(shí)延，可通過sniffer等報(bào)文跟蹤工具抓包分析）。5 網(wǎng)絡(luò)故障自愈要求網(wǎng)絡(luò)上路由協(xié)議的收斂時(shí)間一般在秒級(jí)（即從一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的

6、過渡時(shí)間，一般為幾個(gè)秒）。承載語音時(shí)網(wǎng)絡(luò)故障自愈時(shí)間在秒級(jí)對于語音來說是不可忍受的。骨干網(wǎng)在大流量轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，秒級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中斷丟包數(shù)也是相當(dāng)驚人的。因此解決網(wǎng)絡(luò)故障快自愈問題非常關(guān)鍵。我司的rpr技術(shù)和端口檢測技術(shù)，可以在50ms內(nèi)完成鏈路故障網(wǎng)絡(luò)自愈。6 下載速度決定因素6.1 tcp滑動(dòng)窗口tcp協(xié)議是基于滑動(dòng)窗口和重傳策略來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無誤傳輸。這種滑動(dòng)窗口協(xié)議使發(fā)端可連續(xù)地發(fā)送一定數(shù)量的數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)發(fā)端收到了收端的確認(rèn)信號(hào)（ack）后，窗口便相應(yīng)地向后滑動(dòng)，以便能傳送更多的數(shù)據(jù)段。每一個(gè)tcp段（數(shù)據(jù)段或是ack）在其首部都許諾了一個(gè)窗口值，它的大小由收端確定，是來自收端的流量控制，它

7、限定了發(fā)端滑動(dòng)窗口的最大值。標(biāo)準(zhǔn)的tcp所能許諾的最大窗口是65535字節(jié)，因?yàn)樵谒膖cp頭中只有16個(gè)比特用來定量窗口大小?；瑒?dòng)窗口協(xié)議允許發(fā)送端在收到確認(rèn)應(yīng)答（ack）之前根據(jù)當(dāng)前允許窗口的大小繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包。tcp協(xié)議的基本思想是在源端允許發(fā)送窗口不為0時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包，并將其放入緩存器中，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，開始計(jì)算數(shù)據(jù)發(fā)出到收到確認(rèn)之間的rtt（round-trip time，往返時(shí)延）。在未超時(shí)情況下，若接收到正確接收的確認(rèn)，源端則從緩存器中將該數(shù)據(jù)包刪除；如果定時(shí)器起時(shí)或收端請求重傳，那么重發(fā)該數(shù)據(jù)包。把數(shù)據(jù)接收方的滑動(dòng)窗口修改到65535字節(jié)，這樣就不會(huì)因?yàn)榛瑒?dòng)窗口的原因造成網(wǎng)速慢了

8、?；瑒?dòng)窗口大小對文件傳遞速度的影響比較：1. 收端的滑動(dòng)窗口設(shè)置為1500發(fā)端是，收端是，收端的滑動(dòng)窗口設(shè)置為1500，從上圖可見在收到的ack之前只發(fā)送了1460字節(jié)有效數(shù)據(jù)。2. 收端的滑動(dòng)窗口設(shè)置為10000發(fā)端是，收端是，收端的滑動(dòng)窗口設(shè)為10000，從上圖可見在收到的ack之前發(fā)送了8760（14606）字節(jié)有效數(shù)據(jù)。顯然這種方式的傳輸速度要快很多。6.2 源、目的之間時(shí)延上傳文件過程中進(jìn)行抓包，分析穩(wěn)態(tài)傳送過程中的報(bào)文，能夠計(jì)算出在一個(gè)往返時(shí)延內(nèi)上傳了多少數(shù)據(jù)。如下圖所示

9、，本機(jī)（g32381）在收到對端的ack報(bào)文之前，發(fā)送了11個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文。第258行，g32381發(fā)送數(shù)據(jù)tcp序列號(hào)為3416766986；在第274行，g32381收到對該報(bào)文的確認(rèn)報(bào)文，確認(rèn)的接收報(bào)文序列號(hào)為3416768418。中間的時(shí)延為47996=383（ms）。期間g32381共發(fā)送1432字節(jié)（tcp層以上）報(bào)文10個(gè)，632字節(jié)報(bào)文1個(gè)，共14952字節(jié)。通過抓包報(bào)文分析可見：傳輸穩(wěn)態(tài)下，上傳是有周期性規(guī)律的。即每在約400個(gè)ms內(nèi)，源向目的發(fā)送14952字節(jié)報(bào)文。故傳送一個(gè)大小為100m字節(jié)文件大約耗時(shí)400ms100,000,000/14952=2676s，約45分鐘。試驗(yàn)證明這個(gè)時(shí)間估計(jì)是相當(dāng)準(zhǔn)確的。源、目的端ping時(shí)延測試，回顯平均時(shí)延也在400ms左右。上傳文件側(cè)抓包容易分析找到周期，從發(fā)送報(bào)文序列號(hào)和接收到對端對該報(bào)文的ack中間肯定經(jīng)歷了各種原因引入的時(shí)延。7 判斷文件傳遞速度是否正確的方法不考慮應(yīng)用軟件的優(yōu)劣，在把接收端的tcp滑動(dòng)窗口改到最大后，制約文件傳遞速度的