通信信道带宽为 1Gbps,端-端延时为 10ms,TCP 发送窗口为 65535B,传输信道不产生差错。求该 TCP 连接可能达到最大的吞吐率,以及信道利用率。
时间: 2024-10-02 10:02:34 浏览: 54
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在一个无差错的 TCP 连接中,最大吞吐量受到发送窗口大小、RTT (Round-Trip Time) 和数据段头部开销的影响。TCP 使用滑动窗口协议来控制发送速率,发送窗口的大小决定了能有多少数据可以处于发送队列中等待确认。
首先,我们需要了解几个关键参数:
- 发送窗口大小:65535 字节
- RTT:10 毫秒
- 数据段头部开销:一般约为 20 字节,包括 TCP 标头和 IP 标头,还有可能包含其他协议层的头部
因为每个数据段的大小可能小于整个窗口,我们假设单个数据段大小为 MTU (Maximum Transmission Unit),通常在 IP 协议下是 1500 字节。这样,每个数据段的传输时间大约是 RTT 加上额外的头部处理时间(忽略网络层的额外开销),即:
```plaintext
单次发送时间 = 10ms + 载荷头部时间 ≈ 10ms + 20 bytes / 1 Gbps ≈ 10ms
```
这里我们用到了 1Gbps 的带宽计算 20 字节的数据传输时间。实际的吞吐量 T 是窗口大小除以单次发送时间,考虑到数据段可能小于窗口,我们取单个数据段的大小作为计算单位:
```plaintext
吞吐量 T = 发送窗口大小 / 单次发送时间 ≈ 65535 B / (10 ms * 8 bits/byte) ≈ 8192 bytes/s 或者 73728 bits/s
```
由于 1 Byte = 8 bits,所以这里的吞吐量换算成 bit/s 后是 73728 bps。
至于信道利用率,理论上是吞吐量除以带宽:
```plaintext
信道利用率 U = 吞吐量 T / 带宽 ≈ 73728 bps / 1 Gbps ≈ 7.37%
```
注意:这个计算基于理想情况下的无拥塞、快速确认和最小段大小,实际情况可能会因各种因素而有所不同,如接收缓冲区大小、流量控制等。此外,TCP 实际会通过慢启动、拥塞避免等机制动态调整发送窗口,以保持网络稳定。
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