ITU-R S 1711-1 SPANISH-2010 Performance enhancements of transmission control protocol over satellite networks《卫星网络传输控制协议的性能提升》.pdf

1、 Recomendacin UIT-R S.1711-1(01/2010)Mejoras en el comportamientodel protocolo de control detransmisin por redesde satlitesSerie SServicio fijo por satliteii Rec. UIT-R S.1711-1 Prlogo El Sector de Radiocomunicaciones tiene como cometido garantizar la utilizacin racional, equitativa, eficaz y econmi

2、ca del espectro de frecuencias radioelctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones, incluidos los servicios por satlite, y realizar, sin limitacin de gamas de frecuencias, estudios que sirvan de base para la adopcin de las Recomendaciones UIT-R. Las Conferencias Mundiales y Regionales de R

3、adiocomunicaciones y las Asambleas de Radiocomunicaciones, con la colaboracin de las Comisiones de Estudio, cumplen las funciones reglamentarias y polticas del Sector de Radiocomunicaciones. Poltica sobre Derechos de Propiedad Intelectual (IPR) La poltica del UIT-R sobre Derechos de Propiedad Intele

4、ctual se describe en la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que se hace referencia en el Anexo 1 a la Resolucin UIT-R 1. Los formularios que deben utilizarse en la declaracin sobre patentes y utilizacin de patentes por los titulares de las mismas figuran en la direccin web http:/www.it

5、u.int/ITU-R/go/patents/es, donde tambin aparecen las Directrices para la implementacin de la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la base de datos sobre informacin de patentes del UIT-R sobre este asunto. Series de las Recomendaciones UIT-R (Tambin disponible en lnea en http:/www.itu.int/p

6、ubl/R-REC/es) Series Ttulo BO Distribucin por satlite BR Registro para produccin, archivo y reproduccin; pelculas en televisin BS Servicio de radiodifusin sonora BT Servicio de radiodifusin (televisin) F Servicio fijo M Servicios mviles, de radiodeterminacin, de aficionados y otros servicios por sat

7、lite conexos P Propagacin de las ondas radioelctricas RA Radio astronoma RS Sistemas de deteccin a distancia S Servicio fijo por satlite SA Aplicaciones espaciales y meteorologa SF Comparticin de frecuencias y coordinacin entre los sistemas del servicio fijo por satlite y del servicio fijo SM Gestin

8、 del espectro SNG Periodismo electrnico por satlite TF Emisiones de frecuencias patrn y seales horarias V Vocabulario y cuestiones afines Nota: Esta Recomendacin UIT-R fue aprobada en ingls conforme al procedimiento detallado en la Resolucin UIT-R 1. Publicacin electrnica Ginebra, 2010 UIT 2010 Rese

9、rvados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. ITU-R S.1711-1 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1711-1 Mejoras en el comportamiento del protocolo de control de transmisin por redes de satlites (Cues

10、tin UIT-R 263-1/4) (2005-2010) Cometido La mayora de las actuales transmisiones IP utilizan protocolo de control de transmisin (TCP) como protocolo de transporte. Sin embargo, dicho protocolo presenta algunos inconvenientes cuando se emplea en las redes de satlites. Por consiguiente, se han desarrol

11、lado varias tcnicas, denominadas de forma colectiva mejoras en el comportamiento del TCP, a fin de superar estas limitaciones. La presente Recomendacin indica los resultados de las pruebas y las mediciones llevadas a cabo utilizando estas tcnicas para hacerse una idea ms precisa de su eficacia y per

12、tinencia dependiendo del tipo de red de satlites. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que cada vez se estn utilizando ms los sistemas de satlites para la transmisin de paquetes (protocolo Internet (IP), en particular para ofrecer directamente a los usuarios aplicaciones de

13、banda ancha, adems de su funcin como enlaces medulares; b) que la transmisin de paquetes IP por los enlaces de satlites puede exigir unos objetivos de calidad de funcionamiento distintos a los que figuran en la Recomendacin UIT-T G.826 y en las Recomendaciones UIT-R S.1062 y UIT-R S.1420; c) que la

14、calidad del protocolo de control de transmisin (TCP) puede experimentar degradaciones debidas al retardo prolongado de la transmisin por el satlite, lo que afecta a la calidad del servicio de las aplicaciones de usuario final; d) que la mejora de la calidad del TCP es, por tanto, crucial en el diseo

15、 de enlaces por satlite que cursen paquetes IP; e) que los recursos de radiofrecuencia no se utilizan eficazmente sin implementar mejoras de la calidad del TCP por satlite en algunos entornos de red, observando a) que la mejora del comportamiento del TCP puede no ser necesaria en enlaces de caudal r

16、educido (vase el 3.1 del Informe UIT-R S.2148), recomienda 1 que se consideren los modelos de referencia indicados en el Anexo 1 a la presente Recomendacin como base del desarrollo de mtodos para mejorar la calidad del TCP en enlaces de satlite; 2 que los diseadores de sistemas que implementen conex

17、iones TCP en redes que incluyan enlaces por satlite evalen la pertinencia de un mtodo de mejora del comportamiento del TCP para sus sistemas basndose en los resultados de las simulaciones y mediciones indicadas en el Anexo 2; 2 Rec. UIT-R S.1711-1 3 que para no afectar el caudal del TCP, los enlaces

18、 por satlite destinados a realizar estas transmisiones basadas en TCP se diseen de manera que se garantice una proporcin de bits errneos mejor de 107durante el tiempo disponible (vase el 2 del Anexo 2); 4 que para mejorar el caudal de las transmisiones basadas en TCP por redes que incluyen enlaces p

19、or satlite: 4.1 se implementen tcnicas de divisin (asociadas o no a la ocultacin) cuando lo permita la topologa de la red (vanse los 2, 3 y 5 del Anexo 2); 4.2 se utilice la opcin de escala de ventana TCP para fijar la ventana de congestin TCP al mximo valor posible (vase la Nota 1 y el 4 del Anexo

20、2); 5 que la siguiente Nota 1 se considere parte de la presente Recomendacin. NOTA 1 Las ventanas TCP grandes generan un trfico de rfagas que podran lugar a prdidas de paquetes en encaminadores intermedios debido a la saturacin de la memoria tampn. Esta saturacin puede disminuirse implementando memo

21、rias tampn de mayor tamao en los encaminadores intermedios o control de trfico en la fuente TCP (vase el 4 del Anexo 2). Cuando no sean posibles tales implementaciones, debe fijarse el mximo valor de la ventana de congestin TCP teniendo en cuenta la posible saturacin de la memoria tampn en los encam

22、inadores intermedios. NOTA 2 El Informe UIT-R S.2148 proporciona material bsico sobre algunos inconvenientes del TCP cuando se utilizan redes de satlites as como una panormica general sobre las mejoras en el comportamiento del TCP, describindolas brevemente e indicando reas en que puede seguir mejor

23、ando dicho comportamiento del TCP en las redes de satlites. NOTA 3 El 6 del Anexo 2 contiene resultados de mediciones realizadas para evaluar la eficacia de las mejoras de dos aplicaciones tpicas basadas en TCP (protocolo de transferencia de ficheros (FTP) y protocolo de transferencia hipertexto (HT

24、TP). Rec. ITU-R S.1711-1 3 NDICE Pgina Anexo 1 Modelos de referencia del sistema de satlites . 7 1 Cometido 7 2 Modelos de referencia 7 2.1 Enlaces punto a punto . 7 2.2 Redes VSAT . 8 2.2.1 Topologa en estrella 8 2.2.2 Topologa en malla . 8 2.3 Acceso en banda ancha . 9 Anexo 2 Pruebas y medicin de

25、l comportamiento de las mejoras introducidas en el TCP 9 1 Cometido 9 2 Comportamiento del TCP con mejora por divisin 9 2.1 Comportamiento de la conexin TCP nica probada sin ninguna mejora . 10 2.1.1 Prueba de comportamiento de la conexin TCP nica 10 2.1.2 TCP sin mejora del comportamiento . 10 2.1.

26、3 Comportamiento de una conexin TCP nica sin mejora del comportamiento . 10 2.2 Divisin en dos segmentos . 11 2.2.1 Configuracin de las redes de satlites 11 2.2.2 Resultados de las pruebas 13 2.2.3 Resumen . 20 2.3 Divisin en tres segmentos . 20 2.3.1 Configuracin de las redes de satlites 20 2.3.2 P

27、rocedimientos de prueba 21 2.3.3 Resultados de las pruebas 21 2.3.4 Resumen . 26 3 Pruebas y mediciones de TCP por satlite utilizando ocultacin y simulacin . 26 3.1 Introduccin 26 3.2 Pruebas y mediciones . 27 3.2.1 Especificaciones de los equipos . 27 3.2.2 Configuraciones de la red para pruebas y

28、mediciones . 28 3.2.3 Resultados de las pruebas y mediciones 29 3.3 Resumen . 31 4 Rec. UIT-R S.1711-1 Pgina 4 Caractersticas del TCP en una red ATM por satlite 31 4.1 Configuracin de la red 31 4.2 Caractersticas del TCP en una red ATM nicamente por satlite . 33 4.3 Comportamientos TCP en redes hete

29、rogneas que incluyen enlaces por satlite . 34 4.3.1 Simulacin del tamao de la memoria tampn 35 4.3.2 Caractersticas del TCP con control del trfico en el emisor TCP . 37 4.4 Resumen . 39 5 Caractersticas del TCP en las redes de acceso por satlite 39 5.1 Arquitectura de la red y configuracin . 39 5.1.

30、1 Arquitectura de la red . 39 5.1.2 Configuracin . 40 5.2 Resultados de las mediciones de calidad 42 5.2.1 Disponibilidad 42 5.2.2 Caudal 42 5.2.3 Trfico 44 5.3 Resumen . 44 6 Mediciones del protocolo de aplicacin (FTP y HTTP) 44 6.1 Configuracin de la red ATM por satlite 45 6.2 Caudal FTP por enlac

31、e de satlite OC-3 . 46 6.3 Caudal HTTP por un enlace de satlite OC-3 48 6.3.1 HTTP 1.0 con conexiones no persistentes . 48 6.3.2 HTTP 1.0 con opcin viva . 48 6.3.3 HTTP 1.1 sin envo por conducto 49 6.3.4 HTTP 1.1 con envo por conducto . 49 6.3.5 Resultados del prueba 50 6.4 Resumen . 51 7 Conclusion

32、es . 53 Rec. ITU-R S.1711-1 5 Lista de abreviaturas AAL Capa de adaptacin ATM (ATM adaptation layer) ACK Acuse de recibo (acknowledgement) AMDT Acceso mltiple por divisin en el tiempo ATM Modo de transferencia asncrono (asynchronous transfer mode) ATOP Amplificador del tubo de ondas progresivas BDP

33、Producto retardo/anchura de banda (bandwidth delay product) BER Proporcin de bits errneos BW Anchura de banda CE Bit de experiencia de congestin (congestion experience bit) CPU Unidad de procesamiento central (central processing unit) cwnd Variable de ventana de congestin en el TCP (congestion windo

34、w variable in TCP) DA Acceso especializado (dedicated access) DACK Acuse de recibo retardado (delayed acknowledgement) DAMA Acceso mltiple por asignacin segn demanda (demand assignment multiple access) DVB-S Radiodifusin de vdeo digital por satlite (digital video broadcast via satellite) ECN Notific

35、acin de congestin explcita (explicit congestion notification) p.i.r.e. Potencia istropa radiada equivalente FEC Correccin de errores directa (forward error correction) FIN Segmento final (en una conexin TCP) (final segment (in a TCP connection) FTP Protocolo de transferencia de ficheros (file transf

36、er protocol) G/T Relacin ganancia/temperatura equivalente del sistema GW Pasarela (gateway) HPA Acelerador de plano central (hub page accelerator) HSP Procesador central de satlite (hub satellite processor) HTML Lenguaje de etiquetado hipertexto (hypertext markup language) HTTP Protocolo de transfer

37、encia hipertexto (hypertext transfer protocol) ICMP Protocolo de mensaje de control Internet (Internet control message protocol) IETF Grupo Especial sobre ingeniera de Internet (Internet engineering task force) I/O Entrada/salida (input/output) IP Protocolo Internet (Internet protocol) IPSEC Protoco

38、lo de seguridad IP (IP security protocol) ISP Proveedor de servicio Internet (Internet service provider) LAN Red de rea local (local area network) LFN Red lenta de banda ancha (long fat network) 6 Rec. UIT-R S.1711-1 MF-AMDT Acceso mltiple por divisin en el tiempo multifrecuencia MPEG Grupo de Exper

39、tos en imgenes en movimiento (moving picture Experts Group) MPLS Conmutacin por etiquetas multiprotocolo (multiprotocol label switching) MSS Mximo tamao del segmento (maximum segment size) MTU Mxima unidad de transmisin (maximum transmission unit) NNTP Protocolo de transporte de novedades de red (ne

40、twork news transport protocol) NTP Protocolo de tiempo de red (network time protocol) OS Sistema operativo (operating system) OSG rbita de los satlites geoestacionarios PAD Bytes de relleno (padding bytes) PAWS Proteccin contra secuencias desbordadas (protect against wrapped sequence(s) PC Ordenador

41、 personal PDU Unidad de datos de protocolo (protocol data unit) PEP Modelo de mejora de la calidad (performance enhancing proxy) RA Acceso aleatorio (random access) RAM Memoria de acceso aleatorio (random access memory) RBP Tasa de avance basada en la velocidad (rate-based pacing) rcvwnd Ventana de

42、recepcin (variable en el TCP) (receive window (variable in TCP) RFC Peticin de comentarios (que publica el IETF) (request for comments (issued by the IETF) RPA Acelerador de plano distante (remote page accelerator) RS Cdigo Reed-Solomon RTT Tiempo de ida y vuelta (round trip time) RTTM Medicin RTT (

43、RTT measurement) Rx Receptor SACK Acuse de recibo selectivo (selective acknowledgment) SCPC Un solo canal por portadora (single channel per carrier) SSPA Amplificador de potencia de estado slido (solid state power amplifier) ssthres Umbral de arranque lento (variable en el TCP) (slow start threshold

44、 (variable in TCP) SYN Segmento de arranque sncrono (utilizado para establecer una conexin TCP) (synchronous start segment (used to establish a TCP connection) T/TCP TCP para transacciones (TCP for transactions) TBF Filtro de cubeta de testigos (token buffer filter) TC Codificacin en retcula (trelli

45、s coded) TCP Protocolo de control de transmisin (transmit control protocol) Tx Transmisor Rec. ITU-R S.1711-1 7 UDP Protocolo de datagrama de usuario (user datagram protocol) URL Localizador uniforme/universal de recursos (uniform/universal resource locator) VSAT Terminal de apertura muy pequea (ver

46、y small aperture terminal) WAN Red de rea extensa (wide area network) Anexo 1 Modelos de referencia del sistema de satlites 1 Cometido Este anexo presenta modelos de referencia de redes que incluyen un enlace por satlite para transportar paquetes IP y seguido de la descripcin de limitaciones del TCP

47、 en los enlaces por satlite. 2 Modelos de referencia 2.1 Enlaces punto a punto La Fig. 1 ofrece un modelo de referencia para una red que curse transmisiones de paquetes IP. La red consta de un enlace por satlite y de las redes terrenales asociadas entre dos usuarios finales. El enlace por satlite es

48、 bidireccional y se compone de un enlace AB (desde la estacin terrena A hasta la estacin terrena B con una velocidad binaria de informacin, RAB) y un enlace BA (desde la estacin terrena B a la estacin terrena A con una velocidad binaria de informacin, RBA). Las redes terrenales pueden emplear diversos protocolos de capa de enlace de datos (por ejemplo, ATM, retransmisin de tramas, MPLS). FIGURA 1 Modelo de referencia para un enlace punto a punto que incluye un enlace por satlite 1711-01Sistema de satliteEnla