Czy odległość fizyczna wpływa na szybkość pobierania?

Właśnie pokłóciłem się z moim kolegą i pomyślałem, że po prostu skontaktuję się z ekspertami w tej sprawie. Oto scenariusz. Korzystaliśmy ze strony internetowej, która mierzy prędkość twojego połączenia. Testowaliśmy na serwerze, który jest daleko od nas (jesteśmy w Malezji, a serwer był w USA). To było około 2 Mbps. Potem próbowaliśmy z serwerem w Singapurze i było znacznie szybciej (około 15 Mb / s). Mój kolega uważał, że to z powodu dystansu fizycznego, podczas gdy nie sądzę, żeby to miało znaczenie. Rozumiem, że po pierwszym uzgadnianiu i rozpoczęciu przepływu danych nie ma znaczenia, gdzie znajduje się serwer, a wynik powinien być prawie taki sam. Czy coś mi umyka? Jak to naprawdę działa?

Mój kolega uważał, że to z powodu dystansu fizycznego, podczas gdy nie sądzę, żeby to miało znaczenie. Rozumiem, że po pierwszym uzgadnianiu i rozpoczęciu przepływu danych nie ma znaczenia, gdzie znajduje się serwer, a wynik powinien być prawie taki sam. Czy coś mi umyka? Jak to naprawdę działa?

Obaj mieli rację w pewnym momencie historii, ale twoje rozumienie jest w większości poprawne ... dzisiaj :). Istnieje kilka czynników, które zmieniły się między starszą odpowiedzią udzieloną przez twojego znajomego a możliwościami, które mamy dzisiaj.

• Skalowanie okna TCP
• Strojenie bufora hosta

Na różnicę w uzyskanych wynikach mogły mieć wpływ:

• Utrata pakietu
• Równoległe transfery TCP

Skalowanie okna TCP: efekt opóźnienia przepustowości

Jak wspomniał twój przyjaciel, starsze implementacje TCP cierpiały z powodu ograniczeń narzuconych przez oryginalny 16-bitowy rozmiar okna odbierania w nagłówku TCP (zob. RFC 793: sekcja 3.1 ); RWIN kontroluje, ile niepotwierdzonych danych może czekać w pojedynczym gnieździe TCP. 16-bitowe wartości RWIN ograniczają ścieżki internetowe z produktami o dużym opóźnieniu przepustowości (a wiele dzisiejszych połączeń internetowych o wysokiej przepustowości byłby ograniczony wartością 16-bitową).

W przypadku wysokich wartości RTT pomocne jest posiadanie bardzo dużego RWIN. Na przykład, jeśli Twoja droga RTT z Malezji do USA wynosi około 200 ms, oryginalny RWIN TCP ograniczy Cię do 2,6 Mb / s.

Przepustowość _max = Rcv_Win / RTT

* _Maksymalna przepustowość = 65535 * 8 / 0,200 *

Przepustowość _max = 2,6 Mb / s

RFC 1323 zdefiniował niektóre „Opcje TCP” w celu przezwyciężenia tych ograniczeń; jedną z tych opcji TCP jest „skalowanie okna”. Wprowadza współczynnik skalowania, który zwielokrotnia pierwotną wartość RWIN, w celu uzyskania pełnej wartości okna odbioru; użycie opcji skalowania okna pozwala na maksymalną RWIN wynoszącą 1073725440 bajtów. Stosując te same obliczenia:

Przepustowość _max = Rcv_Win / RTT

* Przepustowość _max = 1073725440 * 8 / 0,200 *

Przepustowość _max = 42,96 Gb / s

Należy pamiętać, że TCP zwiększa RWIN stopniowo podczas trwania transferu, o ile utrata pakietów nie stanowi problemu. Aby zobaczyć naprawdę duże prędkości przesyłu w przypadku połączenia o dużym opóźnieniu, musisz przesłać duży plik (aby TCP miał czas na zwiększenie okna), a utrata pakietu nie może stanowić problemu dla połączenia.

Utrata pakietów

Obwody internetowe w całym Oceanie Spokojnym są czasami dość zatłoczone. Część mojej rodziny mieszka na Tajwanie, a my często spotykamy się z problemami, gdy korzystamy z Google Talk. Często widzę utratę pakietów powyżej 0,5%, gdy pinguję ich linię DSL z USA; jeśli widzisz coś takiego jak 0,5% straty na „wolniejszym” serwerze, bardzo łatwo ograniczyłoby to przepustowość pojedynczego gniazda TCP.

Równoległe strumienie TCP

Do Twojej wiadomości, niektóre strony testowe prędkości używają równoległych strumieni TCP w celu zwiększenia przepustowości ; może to wpływać na wyniki, które widzisz, ponieważ równoległe strumienie TCP znacznie zwiększają przepustowość w przypadku utraty ścieżki na ścieżce. Widziałem cztery równoległe strumienie TCP całkowicie nasycające modem kablowy 5 Mb / s, który cierpiał z powodu 1% stałej utraty pakietów. Zwykle utrata 1% obniżyłaby przepustowość pojedynczego strumienia TCP.

Materiał bonusowy: Strojenie bufora hosta

Wiele starszych implementacji systemu operacyjnego miało gniazda z ograniczonymi buforami; ze starszym systemem operacyjnym (jak Windows 2000) nie miało znaczenia, czy TCP zezwalał na duże ilości danych w locie ... ich bufory gniazd nie zostały dostrojone, aby wykorzystać dużą RWIN. Przeprowadzono wiele badań, aby umożliwić wysoką wydajność przesyłania TCP . Nowoczesne systemy operacyjne (dla tej odpowiedzi możemy nazwać Windows Vista, a później „nowoczesny”) zawierają lepsze mechanizmy alokacji buforów w swoich implementacjach buforów gniazd.

Krótka odpowiedź: Tak, odległość ma wpływ na przepustowość pojedynczego strumienia.

Internet ewoluował sposoby ograniczania tego efektu ... opóźnione ACK, skalowanie okien, inne protokoły :-) Ale fizyka wciąż wygrywa. W takim przypadku bardziej prawdopodobne jest ogólne przeciążenie sieci na tak wielu przeskokach - zabicie strumienia TCP wymaga tylko jednego upuszczonego pakietu.

Chociaż istnieją już doskonałe odpowiedzi na to, chciałbym dodać: nie, prędkość niekoniecznie zależy od odległości i tak, bardzo często prędkość zależy od odległości .

Dlaczego?

Zdecydowanie uproszczone, im większa odległość, tym więcej „przeskoków” jest zaangażowanych w drodze przez Internet. Maksymalna przepustowość zależy od najwolniejszego przeskoku i jednoczesnego ruchu. Wraz ze wzrostem odległości i nieco losowym rozkładem prędkości przeskoków rośnie prawdopodobieństwo uzyskania niższych całkowitych prędkości. Dodatkowo przeszkadza fizyka, a zwiększenie opóźnień może również spowolnić połączenie.

Ale nie należy tego przyjmować za pewnik. Technologia pozwala nam zbudować połączenie obejmujące całą planetę o niemal dowolnej żądanej przepustowości. Jednak przepustowość i odległość są wrogami i oba dramatycznie zwiększają koszt połączenia, ponownie zmniejszając prawdopodobieństwo istnienia tylko dla połączenia, którego możesz teraz potrzebować.

Oczywiście jest to bardzo uproszczone, ale w rzeczywistości taka sytuacja jest bardzo często spotykana. Z drugiej strony nie dzieje się tak, gdy tuż za rogiem znajduje się zaskakująco szybkie połączenie lub proxy dystrybucyjne - ale gdy wszystko jest natychmiastowe, rzadko myślimy o szybkości Internetu ...

Według Andrew Martina odpowiedź brzmi „tak”