End-to-End Internet Packet Dynamics

1. End-to-End Internet Packet Dynamics IEEE/ACM Transactions on Networking, June 1999, No. 3, Vol. 7, Pag. 277 Simith - stdj@cin.ufpe.br 23 de Agosto de 20000

2. Artigo • Estudo em larga escala da dinâmica de pacotes na Internet • 20.000 Transferências TCP entre 35 sites • Investiga cada transferência entre entre ambos transmissor e receptor • Caracteriza eventos incomuns na rede

3. Introdução • Os poucos estudos realizados restringiram-se a um punhado de sites • Framework • Sites rodam um programa especial (NPD) • Numero de caminhos cresce N2 para N sites

4. TCP • Primeiros estudos feitos com UDP e ICMP • Problema: medir pacotes individualmente enviados • Filtro de pacotes é imperfeito • Desenvolvimento de um programa - tcpanaly

5. A Medição • 35 sites participaram de 2 experiências • Incluem sites educacionais, provedoras de Internet,laboratórios de pesquisa, etc em nove países. • Primeiro experimento N1 em Dezembro de 1994 o segundo N2 em Dezembro de 1995

6. A Medição • Instruir os NPD’s nos dois sites a enviar ou receber 100kbytes de carga TCP • Medições ocorrem em intervalos de Poisson e para rastrear os resultados usando tcpdump

7. N1 • Média de transferências por site é de 2h. • Cada site é randomicamente emparelhado com outro • Cada site participa de 200 medições, reunindo um total de 2800 pares rastreados

8. N2 • Emparelha sites do mesmo grupo • Varia o tempo de transferência de minutos a dias • Cada site participa de 1200 medições, reunindo um total de 18000 pares rastreados • Usa socket Unix – garante uma janela deslizante maior

9. Anomalias da Rede: Entrega de pacotes fora de ordem • Como detectar desordem de pacotes? A 1 2 3 4 5 A 1 2 3 4 5 B 1 2 3 4 5 B 5 2 3 4 1

10. Resultado • Em N1 36% incluem ao menos 1 pacote desordenado. Em N2 12%. • Em N1 2% de todo pacote de dados e 0,6% de ack chegaram desordenados. 0,3% e 0,1% em N2. • 15% de pacote de dados enviado pelo site “ucol” chegaram desordenados em N1 • 1,5% de pacote de dados recebido pelo site “ucol” chegaram desordenados em N1

11. Resultados • Confusão nos roteadores • 24% de pacote de dados enviado pelo site “wustl” chegaram desordenados em N1 • Conclusão: uma alta incidência de desordem é: • Dependente do site • Correlacionado com confusão nos roteadores

12. Observações • Conexões altamente “reordenados” não sofrem perda de pacotes nem retransmissão devido a falso ack duplicado • Ocasionalmente observa-se buracos na ordenação

13. Impacto • Raramente teve significante impacto na performance • Problema: Determinar o limiar de duplicação de ack: atualmente N° = 3 • Primeiro estudo em larga escala sobre o assunto • Duas maneiras de melhorar o mecanismo de retransmissão rápida • Atrasar a geração de duplicatas. • Alterar o limiar.

14. Atrasar a Geração de Duplicatas • Estudo apenas da escala de tempo do pacote de dados • Em N1 20ms identificou 70% dos pacotes fora de ordem. Em N2 8ms. • Normalmente o limite máximo é de 12s. • Quando falsa retransmissão devido a reordenação se torna um problema? • Classifica cada seqüência de retransmissão como boa ou ruim (necessária ou não) • Controlada pelo limiar Nd e o tempo de espera W

15. Atrasar a Geração de Duplicatas

16. Replicação de pacotes • Difícil causa • Talvez desnecessária retransmissão ao nível de enlace • N1 apenas uma replicação de ack • N2 65 exemplos com 23 cópias o maior número de replicação

17. Corrupção de pacotes • Tcpanaly dectecta checksum inválidos • Site “lbli” mias propenso a erro no checksum • Link isdn • Aproximadamente 0,02% é a proporção de pacotes corrompidos • Um em 300 milhões pacotes é aceito corrompido • Para ack puros um em 1,6 milhões é corrompido