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广域网加速之传输优化技术

传输优化是通过窗口扩展、拥塞控制、数据重新打包、连接管理、并行 TCP 等技术,动态地调整数据流量以适应网络的变化,从而降低 WAN 的往返时延,保证可靠快速的传输。接下来就来了解一下拥塞控制和并行 TCP 等技术。
 


 

  • 拥塞控制


标准 TCP 采用丢包作为网络拥塞的标志,拥塞信号通过确认包反馈给发送端,发送端调节拥塞窗口来进行拥塞控制。但是丢包反馈的网络拥塞情况只有1比特,不能对链路容量的变化及时做出反应,而且标准 TCP 在广域网中性能低下,因此业界提出了一系列适合 BDP 网络的高速 TCP 协议,包括:基于队列时延 FAST-TCP 和 CTCP,可以提供多比特的拥塞信息;基于丢包的 HS-TCP,根据当前窗口的大小调整拥塞窗口;基于丢包的 STCP,采用 MIMD 算法控制拥塞窗口,稳定性好;BIC TCP 算法,解决了传输流之间的 RTT 不公平性问题;CUBIC 在 BIC TCP 的基础上保持了可扩展性和稳定性。在 Rios6.1 版本的加速产品中,采用了 HS-TCP 和 MX-TCP(极速TCP)协议。它们能在链路空闲时很快达到最高吞吐量,在发送拥塞时,窗口减少较慢,能够更高效地利用网络带宽。若一个连接上有其它流量,HS-TCP 和标准 TCP 一样,会降低发送速率以便其它用户发送数据。而 MX-TCP 则会 100% 地使用分配的带宽量,直到传输结束,在传输过程中不会在丢包的情况下退出,而只重传丢失的包。Rios 利用 HS-TCP 和 MX-TCP,实现了在高时延的情况下,一个 TCP 连接的吞吐量可以达到12 622 Mbit/s。
 

  • 并行  TCP 技术


由于 TCP 在广域网存在诸多的不足,开始出现了很多改进的 TCP 协议,如 TCP New Reno、TCP Vegas、Fast TCP 、CTCP 等。这些协议都是通过调节拥塞窗口进行拥塞控制来提高网络性能的,而并行 TCP 是通过改变 TCP 连接数目来提高网络的性能。具体方法如下:当有一个大数据包到来时,把大数据包分为N个小块,每个小块建立一个 TCP 连接,这样,在没有发生拥塞时,一个 RTT 内 ,TCP 的拥塞窗口就会增加 N 个连接。它是一个单独 TCP 流连接的拥塞窗口增长的N倍。在拥塞避免阶段,如果某一条连接有丢包,那么这条连接的拥塞窗口就减少一半,而其他连接的拥塞窗口并不减少,总的拥塞窗口也只减少了1/2N,比单一 TCP 流的拥塞窗口减少要慢得多。从拥塞恢复过程来看,一个连接只占有整个带宽的很小一部分,对于这个小流来说,BDP 就小很多,这样整条链路的吞吐量就会增加。
 

 

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