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TCP AGENT

指導老師 : 潘仁義學生 : 曹琴雅

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OUTLINE

Introduction Agent Introduction Agent State Protocol Agent

TCP Agent

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INTRODUCTION

Agents represent endpoints where network-layer packets are constructed or consumed.

Agents are used in the implementation of protocols at various layers.

The class Agent has an implementation partly in OTcl and partly in C++. C++ implementation is in agent.cc and agent.h the OTcl support is in ns-agent.tcl

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AGENT STATE

addr_ (source add.) dst_ (des. add.) size_ packet size(bytes) type_ type of packet (see

packet.h) fid_ the IP flow identifier prio_ the IP priority field flags_ packet flags defttl_ (TTL defaults to 32)

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AGENT.H

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PACKET.H

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PROTOCOL AGENTS

TCP a “Tahoe” TCP sender (cwnd = 1 on any loss) TCP/Reno a “Reno” TCP sender (with fast recovery) TCP/Newreno a modified Reno TCP sender (changes fast recovery) TCP/Sack1 a SACK TCP sender TCP/Fack a “forward” SACK sender TCP TCP/FullTcp a more full-functioned TCP with 2-way traffic TCP/Vegas a “Vegas” TCP sender TCP/Vegas/RBP a Vegas TCP with “rate based pacing” TCP/Vegas/RBP a Reno TCP with “rate based pacing” TCP/Asym an experimental Tahoe TCP for asymmetric links TCP/Reno/Asym an experimental Reno TCP for asymmetric links TCP/Newreno/Asym an experimental Newreno TCP for asymmetric links TCPSink a Reno or Tahoe TCP receiver (not used for FullTcp) TCPSink/DelAck a TCP delayed-ACK receiver TCPSink/Asym an experimental TCP sink for asymmetric links TCPSink/Sack1 a SACK TCP receiver TCPSink/Sack1/DelAck a delayed-ACK SACK TCP receiver

TCP

TahoeRFC793

RenoRFC2001

newRenoRFC2582

SACKRFC2018

Vegas

TCP AGENTS

There are two major types of TCP agents: one-way agents : sender & receiver two-way agent

ONE-WAY TCP AGENTS

The one-way TCP sending agents currently supported are: Agent/TCP - a “tahoe” TCP sender Agent/TCP/Reno - a “Reno” TCP sender Agent/TCP/Newreno - Reno with a modification Agent/TCP/Sack1 - TCP with selective repeat (RFC2018) Agent/TCP/Vegas - TCP Vegas Agent/TCP/Fack - Reno TCP with “forward ack.”

The one-way TCP receiving agents currently supported are: Agent/TCPSink - TCP sink with one ACK per packet Agent/TCPSink/DelAck - TCP sink with configurable delay per ACK Agent/TCPSink/Sack1 - selective ACK sink (RFC2018) Agent/TCPSink/Sack1/DelAck - Sack1 with DelAck

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範例 ( 抽考 )

set tcp [new Agent/TCP] ;# tcp agent

$ns attach-agent $n0 $tcp ;# bind agent to node

set sink [new Agent/TCPSink] ;#tcpsink agent

$ns attach-agent $n1 $sink ;# bind sink to node

set ftp [new Application/FTP] ;# ftp traffic

$ftp attach-agent $tcp ;# bind ftp traffic to tcp agent

$ns connect $tcp $sink ;# active connection

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TWO-WAY TCP AGENT

Agent/TCP/FullTcp

相異處 connections may be establised and town

down (SYN/FIN packets are exchanged) bidirectional data transfer is supported sequence numbers are in bytes rather than

packets

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補充 : RENO(1/2)

TCP Reno 除了包含了 Tahoe 的三個機制(SS,CA,FS) ， Reno 多了另外一個機制稱為 : Fast Recovery(FR) ； FR 機制 : 當 Reno 收到三個重複的 ack 或是超過了 RTO 且尚未收到某個封包的 ack ， Reno 會認為有封包遺失了，並且認定網路發生雍塞， Reno 會把ssthresh 設為目前 congestion window 的一半，但並不會回到 SS 的狀態而是設定 congestion window 為ssthresh ，之後 congestion window 則維持線性成長。以 Fig.1 為說明，在 round 8 的時候發生了封包遺失，因此Reno 把 ssthresh 設為目前 congestion window 的一半亦即是 6 ， Reno congestion window 並且從 6 開始線性成長 (Fig.1 黑線部分 ) 。

TWO-WAY TCP AGENTS (FULLTCP)

set src [new Agent/TCP/FullTcp] set sink [new Agent/TCP/FullTcp] $ns attach-agent $n0$src $ns attach-agent $n1$sink $ns connect $src $sink $sink listen $src set window_ 100 set ftp1 [new Application/FTP] $ftp1 attach-agent $src $ns_ at 0.0 "$ftp1 start"

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THE END

Thank you!

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補充 : TAHOE(1/2)

TCP Tahoe 主要有三個機制去控制 flow 和congestion window: slow start (SS),congestion avoidance (CA), and fast retransmit(FS) 。

SS 機制 : 當 connection 建立時，把 congestion window 的 size 初始化，並設為一個MSS(maximum segment size) ，同時把 ssthresh (slow start threshold) 設為 64 (assuming 1KB packet) 。

CA 機制 : 為了在發生雍塞的情形下控制流量 TCP Tahoe 使用 Additive Increase Multiplicative Decrease(AIMD) 此機制。

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補充 : TAHOE(2/2)

AIMD: 只要有一個 packet loss 就認為網路發生雍塞， Tahoe 會把 ssthrsh 設為目前的congestion window 的一半。並且回到 SS 的狀態，之後 congestion window 繼續以指數成長；當到達 ssthresh 時 congestion window 會以線性成長來避免雍塞。

FS 機制 : 當收到三個重複的 ack 而不必等到Retransmit Timeout(RTO) ，會認為packet loss 並且馬上重傳。

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補充 : RENO(2/2)

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補充 : NEW RENO

New Reno 跟 Reno 在只有一個封包遺失的情況下，其機制是一樣的。當同時有多個 packet 遺失時， Reno 會重新傳遞一個發現遺失之封包，並且跳離 Fast Recovery 的階段，當 Reno 發現仍舊有其它的封包遺失時， Reno 才會進入Fast Recovery ；當多個封包遺失時 Reno 必須等待一個RTO 才能重傳一個遺失的封包，因此在同一個 congestion window 中有多個封包遺失時， Reno 必須等待多個 RTO ，才能回到 Fast Recovery 。 New Reno 遇到上述的問題並不跳出 Fast Recovery ，當重新重送第一個遺失的封包之後，會收到 ack 要求下一個遺失的封包 ( 所謂的 partial ack) 此時 New Reno 會重傳第二遺失的封包並且預測後面的封包皆已經遺失並且馬上重傳，因此不用等待更多的 RTO 。

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補充 : SACK

Sack 會在 ack header 的 TCP option field 中清楚告知哪些區段的封包以經被正確收到，亦即指出已經正確接收區段的第一包封的序號以及最後一封包的序號；當多個封包遺失時， ack header 的 TCP option field 會有多個區段指出哪些區段已經正確收到。因此可以明確判斷出那些遺失封包的序號，並且重傳。不同於 New Reno 的預測方式， New Reno 會有已經正確接收的封包再被重新重送；而 Sack 能明確指出哪些封包是遺失的，因此不會有上述的情狀發生。

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補充 : VEGAS(1/2)

使用 RTT(Round trip time) 測量網路狀況的壅塞控制演算法，藉由比較預期的效能和實際的效能以決定是否增加或減少壅塞視窗的值。 Vegas 修改了 fast retransmit(FS) ， fast retransmit(FS) ， congestion avoidance (CA) 。 Modified Fast Retransmit: 當收到一個重覆 ACK 時，便會特別去檢查 RTT 是否有大於Timeout ，若有，則不用等待有 3 個重覆的 ACK ，就直接重送。 Modified slow start : cwnd 的值大約在經過兩個 RTT 時間後才會增加一倍。 vegas 將佇列長度維持在α 與 β 之間，若佇列長度超過此區間，則將由 slow-start進入 congestion avoidance 。 Modified congestion avoidance:

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補充 : VEGAS(2/2)

Diff 的值即是連線路徑 bottleneck 的佇列長度，該版本的 tcp 主要希望將佇列長度維持在 α 與 β 之間，並依據 Diff 來調整 slow start threshold