FAST TCP e Cálculo do checksum no protocolo IPV6<br />Apresentador:<br />Matheus Girardi<br />
Objetivo<br />Introduzir o atual panorama do modelo internet que utiliza o<br />protocolo TCP Reno<br /><ul><li>Apresentar...
A difusão das redes sem fio e das fibras ópticas viabilizam altas capacidades de transmissão em longas distâncias.
O aumento da banda e/ou atraso levam ao aumento do PBA (Produto Banda Atraso), que indica o volume de dados que pode estar...
O protocolo TCP é responsável por detectar e reagir às sobrecargas de tráfego, sendo a chave do sucesso operacional da Int...
Entretanto, em ambientes com PBA elevado, o TCP torna-se instável e seu desempenho insatisfatório, por ser demasiado conse...
TCP Reno<br />Exemplo: Para ocupar totalmente um canal de 10Gbps, uma conexão TCP com pacotes de 1500 bytes e Round TripTi...
<ul><li>O termo “velocidade” ´e adotado como sinônimo de taxa de transmissão e utilizado para expressar a quantidade de bi...
Uma rede de alta velocidade consiste em grande largura de banda e baixa latência, além de lidar com PBA elevado.</li></ul>...
Propriedades das redes de alta velocidade<br />Protocolos desenvolvidos para operar em redes de alta velocidade devem apre...
Eficiência – Bom uso dos recursos da rede, reduzindo tempo, otimizando as filas dos roteadores e a taxa de perda de pacotes.
Compatibilidade – Não utilizando banda superior ao limite dos protocolos utilizados normalmente (TCP Reno, TCP Newreno, TC...
Justiça – Garantir que todas conexões concorrentes, independente do número e do RTT, consigam transmitir dados evitando st...
Prevenção de Congestionamento
Estabilidade e convergência – Eliminar ao máximo oscilações no tamanho da janela de congestionamento de forma a alcançar a...
Fácil implantação – Deve ser um protocolo plausível em ambientes reais </li></li></ul><li>Variantes do TCP em redes de alt...
FAST TCP<br />FAST TCP é o acrônimo para Fast Active Management ScalableTransmissionControlProtocol.<br /><ul><li>Utiliza ...
Possui um mecanismo de controle composto por quatro componentes independentes: Controle de dados, controle da janela, cont...
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FAST TCP e Checksum no IPV6

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Apresentação sobre protocolos desenvolvidos a partir do TCP para redes de alta velocidade.

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FAST TCP e Checksum no IPV6

  1. 1. FAST TCP e Cálculo do checksum no protocolo IPV6<br />Apresentador:<br />Matheus Girardi<br />
  2. 2. Objetivo<br />Introduzir o atual panorama do modelo internet que utiliza o<br />protocolo TCP Reno<br /><ul><li>Apresentar os conceitos e características do protocolo </li></ul>Fast TCP e alterações no controle de congestionamento<br /><ul><li>Campo Checksum no IPV6</li></li></ul><li>Introdução<br /><ul><li>Concomitante à evolução da Internet ocorre um grande desenvolvimento das tecnologias de transmissão de dados.
  3. 3. A difusão das redes sem fio e das fibras ópticas viabilizam altas capacidades de transmissão em longas distâncias.
  4. 4. O aumento da banda e/ou atraso levam ao aumento do PBA (Produto Banda Atraso), que indica o volume de dados que pode estar em trânsito em determinado instante.</li></li></ul><li>Introdução<br /><ul><li>Como a janela de congestionamento é proporcional ao produto banda atraso, a janela deve ser muito grande para que os recursos disponíveis de enlace sejam totalmente utilizados.
  5. 5. O protocolo TCP é responsável por detectar e reagir às sobrecargas de tráfego, sendo a chave do sucesso operacional da Internet nas últimas décadas.
  6. 6. Entretanto, em ambientes com PBA elevado, o TCP torna-se instável e seu desempenho insatisfatório, por ser demasiado conservativo e incrementar muito lentamente a janela de transmissão</li></li></ul><li>Protocolo Utilizado - TCP Reno<br />Começou a operar em 1º de Janeiro de 1983<br />Mecanismo de controle de congestionamento evita que conexões TCP abarrotem enlaces e elementos comutadores com tráfego excessivo. <br />Causa do congestionamento: Vários pacotes chegando por diferentes linhas e necessitando da mesma linha de saídas.<br />Problema: <br />O protocolo nãoconsegue utilizar eficientemente a abundância de recursos<br />disponíveis, sendo um limitador do desempenho deste protocolo em redes de <br />alta velocidade. Em virtude do tamanho da janela de congestionamento.<br />Figura 1<br />
  7. 7. TCP Reno<br />Exemplo: Para ocupar totalmente um canal de 10Gbps, uma conexão TCP com pacotes de 1500 bytes e Round TripTime (RTT) de 100ms precisaria de uma janela de congestionamento de W = 83.333 pacotes e uma taxa de perda de no máximo 1 pacote a cada N = 5.000.000.000 pacotes<br />(N = W2/1, 5), o que representa a perda de um pacote a cada 6000 segundos aproximadamente, o que éirrealista com as atuais tecnologias de transmissão<br />Este é o protocolo atualmente utilizado na Internet, limitação no<br />tamanho das janelas tornam a camada de transporte o gargalo da rede.<br />
  8. 8. <ul><li>O termo “velocidade” ´e adotado como sinônimo de taxa de transmissão e utilizado para expressar a quantidade de bits transmitidos por unidade de tempo. Jáo conceito de alta velocidade éde difícil definição, pois varia com a evolução da tecnologia.
  9. 9. Uma rede de alta velocidade consiste em grande largura de banda e baixa latência, além de lidar com PBA elevado.</li></ul>Redes de alta velocidade<br />
  10. 10. Propriedades das redes de alta velocidade<br />Protocolos desenvolvidos para operar em redes de alta velocidade devem apresentar propriedades tais como:<br /><ul><li>Escalabilidade – Altas taxas de utilização do enlace ou seja grandes janelas de congestionamento.
  11. 11. Eficiência – Bom uso dos recursos da rede, reduzindo tempo, otimizando as filas dos roteadores e a taxa de perda de pacotes.
  12. 12. Compatibilidade – Não utilizando banda superior ao limite dos protocolos utilizados normalmente (TCP Reno, TCP Newreno, TCP Sack)
  13. 13. Justiça – Garantir que todas conexões concorrentes, independente do número e do RTT, consigam transmitir dados evitando starvation.
  14. 14. Prevenção de Congestionamento
  15. 15. Estabilidade e convergência – Eliminar ao máximo oscilações no tamanho da janela de congestionamento de forma a alcançar a estabilidade. Além de capacidade de convergir para um compartilhamento justo dos recursos entre todas as conexões.
  16. 16. Fácil implantação – Deve ser um protocolo plausível em ambientes reais </li></li></ul><li>Variantes do TCP em redes de alta velocidade<br />TCP BIC , TCP CUBIC, FAST TCP, HSTCP, HTCP, TCP LIBRA e STCP. Alémdestes, existem os protocolos TCP-Africa, Compound TCP e XCP. <br /><ul><li>Todos estes protocolos mantém as funcionalidades básicas do TCP como:</li></ul>Estabelecimento de conexão e entrega confiável.<br /><ul><li>TODOS modificam o algoritmo de controle de congestionamento para </li></ul>melhorar o desempenho em redes de alta velocidade<br />
  17. 17. FAST TCP<br />FAST TCP é o acrônimo para Fast Active Management ScalableTransmissionControlProtocol.<br /><ul><li>Utiliza o atraso na fila como principal fator no algoritmo de ajuste da janela de congestionamento.
  18. 18. Possui um mecanismo de controle composto por quatro componentes independentes: Controle de dados, controle da janela, controle de rajada e estimativa.</li></li></ul><li>Mecanismos de controle – FAST TCP <br /><ul><li>Componente de estimativa – Calcula o atraso do enfileiramento e sinaliza perda de pacotes
  19. 19. Controle de dados – Quando um reconhecimento positivo é recebido, calcula o RTT para o pacote e armazena os RTT’s mínimo e médio utilizados no controle de janela. Quando um reconhecimento negativo é recebido, gera uma indicação de perda para o controle de dados que seleciona o próximo conjunto de pacotes a serem enviados entre pacotes novos, retransmissão de pacotes considerados perdidos (reconhecidos negativamente).
  20. 20. Controle de rajada – Decide se mais pacotes podem ser transmitidos e utiliza-se de mecanismos para eliminar grandes rajadas que podem criar longas filas e grandes perdas de pacotes.
  21. 21. Controle da janela de congestionamento – Baseia-se na diferença entre os RTTs atual e médio, tal que se o RTT for menor que o médio, a janela é incrementada; e se o RTT for maior a janela é decrementada.</li></li></ul><li>Congestionamento - FAST TCP<br />A utilização do atraso na fila como medida de congestionamento tem duas vantagens principais: <br /><ul><li>O atraso nas filas pode ser melhor estimado do que a probabilidade de perda, além de fornecer mais informações;
  22. 22. a dinâmica de atraso de filas relaciona-se diretamente com a capacidade da rede, estimando constantemente a banda disponível a partir de alterações no RTT. </li></ul>O atraso de propagação pode ser afetado por mudanças de roteamento e aumentos significativos podem degradar a vazão de fluxos FAST.<br />
  23. 23. FAST TCP x TCP Reno<br />Os pacotes do FAST TCP continuam com o mesmo tamanho de 1.500 bytes, logo a alteração está na medição do tempo em que os pacotes levam para alcançar seu destino, otimizando o cálculo da máxima velocidade possível sem perdas de dados.<br /><ul><li>Diferente da Figura 1 o tempo de envio devido a alterações no algoritmo de</li></ul>controle da Janela de Congestionamento, os pacotes são enviados com o menor<br />tempo possível entre o envio e recebimentos.<br />Figura 2<br />
  24. 24. Review FAST TCP<br />O protocolo FAST alcança justiça proporcional, utilizando somente a banda excedente;<br />Não é injusto com fontes TCP e não penaliza fontes com grandes atrasos de propagação pois o ajuste da janela érealizado de acordo com a quantidade de banda disponível, independente do RTT e da taxa de transmissão dos fluxos.<br /><ul><li>Portanto o FAST TCP respeita as propriedades dos protocolos para redes de alta velocidade</li></li></ul><li>Objetivo do IPV6<br />Com a eminente possibilidade do esgotamento dos endereços, além de reduzir as tabelas de roteamento afim de simplificar o protocolo para maior eficiência no processamento dos pacotes nos roteadores.<br />Lista de melhorias ao modelo IPV4 atual:<br /><ul><li>Oferecer mais segurança
  25. 25. Maior importância ao tipo de serviço, particularmente no caso de dados em tempo real
  26. 26. Permitir que um host mude de lugar sem trocar o endereço
  27. 27. Flexibilização à evoluções no futuro
  28. 28. Possibilidade de migração e convívio com protocolo atual durante anos</li></li></ul><li>Checksum no IPV6<br />O campo Checksum foi eliminado, porque esse calculo reduz de forma significativa o desempenho. Com as redes confiáveis usadas atualmente, além do fato de a camada de enlace de dados e as camadas de transporte terem seus próprios totais de verificação, a importância de um novo total e insignificante, se comparada com a queda de desempenho que ela implica. <br />Com a remoção de todos esses recursos, o protocolo da camada de rede ficou muito mais enxuto e<br />pratico. <br />Assim, o objetivo do IPv6 — um protocolo a um só tempo rápido e flexível, capaz de oferecer um grande espaço de endereços — foi atendido por esse projeto.<br />
  29. 29. Dúvidas / Perguntas? <br />
  30. 30. Obrigado!<br />Matheus Girardi<br />matheus.girardi@neogrid.com<br />Referências Bibliográficas: <br />Michel, Neila Fernanda M582a Análise de Protocolos <br />TCP para redes de alta velocidade/Neila Fernanda Michel – Campinas, [S.P.:s.n.], 2008<br />TANEMBAUM, Andrews S. – Computer Networks 4th Edition - 2003<br />

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