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  • 往返时间是什么
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    2021-03-16 23:20:44

    往返时间RTT

    互联网上的信息不仅仅单方向传输,而是双向交互的。因此,有时很需要知道双向交互一次所需的时间。
    往返时间表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间。
    在互联网中,往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。
    当使用卫星通信时,往返时间 RTT 相对较长,是很重要的一个性能指标。

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    1.时延

    时延(delay 或 latency)是指数据从网络一端传到另一端所需的时间。通常,时延由发送时延、传播时延、排队时延、处理时延四个部分组成。

    (1)发送时延

    发送时延是结点将数据分组发送到传输媒介所需要的时间,也就是从分组的第 一个比特开始发送算起,到 后一个比特发送完毕所需要的时间。显然,发送时延与网络接口/信道的传输速率成反比,与数据分组的长度成正比。

    (2)传播时延

    传播时延是电磁波在信道中传播一定距离所需要花费的时间,传播时延和信道的传输速率无关, 而是取决于传输媒介的长度,以及某种物理形式的信号在传输媒介中的传播速度。如电磁波在自由空间的传播速度是光速,即3×105km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速度比在自由空间中的传播速度要略低一些,在铜线中的传播速度约为2.3×105km/s ,在光纤中的传播速度约为2.0×105km/s 。传播时延的计算公式是:

    (3)排队时延

    排队时延是分组在所经过的网络结点的缓存队列中排队所经历的时延,排队时延的长短主要取决于网络中当时的通信量,当网络的通信流量大时,排队时间就长,极端情况下,当网络发生拥塞导致分组丢失时,该结点的排队时延视为无穷大。此外,在有优先级算法的网络中,排队时延还取决于数据的优先级和结点的队列调度算法。

    (4)处理时延

    处理时延是分组在中间结点的存储转发过程中而进行的一些必要的处理所花费的时间,这些处理包括提取分组的部,进行差错校验,为分组寻址和选路等。

    综上所述,网络端到端的时延是几种时延的总合,其计算公式是:

    总时延=传播时延+发送时延+排队时延+处理时延

    根据网络的不同情况,有时有些时延可以忽略不计,如在局域网中,传播时延很小可以忽略不计;当网络没有拥塞时,分组在各个结点的排队时延可以忽略不计。

    2.往返时延

    往返时延(Round-Trip Time,RTT)也是一个重要的性能指标,它表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时延。对于复杂的网络,往返时延要包括各中间结点的处理时延和转发数据时的发送时延。

    3.时延变化/时延抖动

    时延抖动(jitter)指不同分组穿越网络的延迟的变化。当传输多媒体信息时,如音视频应用,更需要关心时延的变化。因为应用层信息的解码和无失真展示要求数据的时延变化在某个范围内,这时会引入时延抖动参数来描述网络性能。

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    RTT Round-Trip Time

    比如重传定时器,那么到底多长时间没接到ACK才重传呢?

    测量的RTT
    RTT的测量可以采用两种方法:

    (1)重传队列中数据包的TCP控制块
    在TCP重传队列中保存着发送而未被确认的数据包,数据包skb中的TCP控制块包含着一个变量,
    tcp_skb_cb->when,记录了该数据包的第一次发送时间。
    RTT = 当前时间 – when
     

    image

    (2)TCP Timestamp选项
    在前面的blog中有详细的介绍过这个选项,TCP时间戳选项可以用来精确的测量RTT。
    RTT = 当前时间 -  数据包中Timestamp选项的回显时间
    这个回显时间是该数据包发出去的时间,知道了数据包的接收时间(当前时间)和发送时间
    (回显时间),就可以轻松的得到RTT的一个测量值。

    为什么用时间戳选项测量RTT?
    既然不用时间戳选项就可以实现RTT测量,为何还增加时间戳选项呢?看下面解释:

    “TCP must use Karn's algorithm for taking RTT samples. That is, RTT samples MUST NOT be made using segments that were retransmitted (and thus for which it is ambiguious whether the reply was for the first instance of the packet or a later instance). The only case when TCP can safely take RTT samples from retransmitted segments is when the TCP timestamp option is employed, since the timestamp option removes the ambiguity regarding which instance of the data segment triggered the acknowledgement.”

    上面这段话的意思是,不能确定ACK是对原包的回复还是对重传包的回复。

    画个图就明白了,如下image

    平滑的RTT
    (Smoothed RTT): 因为RTT对不同的往返有不同的数值,而且其起伏比较大,以致不能为重传超时做标准,所以需要平滑的RTT,记为SRTT它对和前一个SRTT加权平均。
    即SRTT=(α*SRTT)+((1-α)*RTT),α推荐为0.9.

    如需深入了解,可以查看[链接]

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    RTT(Round-Trip Time)往返时间在计算机网络中它是一个重要的性能指标。表示从发送端发送数据开始,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后便立即发送确认,不包含数据传输时间)总共经历的时间。


    RTT由三个部分决定:链路的传播时间末端系统的处理时间路由器的缓存中的排队和处理时间。其中前两个部分的值作为一个TCP连接相对固定,路由器的缓存中的排队和处理时间会随着整个网络拥塞程度的变化而变化。所以RTT的变化在一定程度上反映了网络拥塞程度的变化。简单来说就是发送方从发送数据开始,到收到来自接受方的确认信息所经历的时间。


    该值在RPC中是一个重要的指标。若RTT为1毫秒的时间,这意味着在1秒时间内只能完成1000次RPC往返响应。在HBase中每一次Put操作就是一次RPC,若用户可以把多次修改的数据批量提交给服务器就可以减少RPC次数,性能会有相应提升。HBase中就提出了写缓冲区的概念。先将Put实例保存在客户端进程中,达到某些条件或者显示调用刷新方法时,批量提交给服务端


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