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1、毕 业 设 计（论 文）附 件外 文 文 献 翻 译学 号： 姓 名： 所在系别： 专业班级： 指导教师： 原文标题： A TCP Socket Buffer Auto-tuning Daemon 年 月 日1套接字缓冲区的 TCP 自动调谐守护进程 1摘 要根据不同的带宽和网络路径的往返时间，确定的网络连接可能需要不同的套接字缓冲区比别人。然而，大多数的实现使用默认的 TCP 套接字缓冲区大小的所有连接。这就导致了浪费核心内存的低带宽，长期往返时间网络路径和效率低下的臃肿1网络路径。为解决这一问题，我们实施了 TCP 套接字缓冲区自动调谐服务。它会定期调整套接字缓冲区大小的每一个连接到一个最
2、佳值根据网络状况的每个方面，没有进行干预或改变用户的网络应用。守护进程的调整可以运行在不同的机器和互相沟通，调整请求发送到远程服务器的调整和交流信息。实验结果表明，此守护进程可以提高吞吐量的网络应用。索引词：TCP ，网络吞吐量，往返时间，套接字缓冲区，自动调谐，带宽延迟产品，性能调整1.引言最常用确定网络的吞吐量性能的函数，特别是对申请涉及大量的数据传输。网络吞吐量是受各种因素，包括网络硬件，交互传输，终端主机的操作系统，正在运行的应用程序，以及最常见的-的配置主机。为了充分利用今天的高速网络，主机必须支持和利用一些扩展基本的 TCP/IP 。最常见的路径 MTU 发现2，TCP 窗口规模选
3、项3，则 TCP SACK4和大型套接字缓冲区。在所有四个新特点如上所述，前三个可以很容易地打开或关闭。但是套接字缓冲区大小方面具体。对于每一个 TCP 连接，我们应该使用不同的套接字缓冲区大小根据一套网络参数和主机的规格。最好的解决办法是，如果作业系统可以自动调整套接字缓冲器的最佳大小5。然而，没有程序或系统的地方也能这样做。TCP 套接字缓冲区调整 daemon 在解决这一问题如何套接字缓冲区大小可能会影响网络的吞吐量以及如何能够调整到最佳的大量数据传输（无需手动确定的最优值和相应的变化） 。第二节介绍了一些相关的工程。在第三节中，我们将看看我们的设计调整守护和一些算法来确定最佳的套接字缓
4、冲区大小。第四节载试验结果的结论和建议，同时为今后的工作给予第五节。二相关背景Web100 项目6成立的目的是运行网络应用程序在“100的可用带宽” 。这个项目提供了 2.4 Linux 内核补丁和共享库的应用程序开发。Jeffrey Semke, Jamshid Mahdavi, and Matthew Mathis 的文章7介绍了他们的技术套接字缓冲区调整和执行情况的 NetBSD 的系统。他们修改了内核，以确保公平份额的核心记忆体之间的网络连接。国家实验室的研究应用网络（NLANR）已开发的自动调谐功能的 FTP 客户端和服务器8。1 原文出处及作者：0-7803-7945-4/03/$
5、17.00 (C) 2003 IEEE Shao Tao、 Lillykutty Jacob、 A.L. AnandaSchool of Computing National University of Singapore；2估计，在用户端带宽延迟产品的网络路径，通过对数据包9计划。客户端使用的估计带宽延迟产品价值的套接字缓冲区大小的这方面。Brian L. Tierney 和他的同事们在Lawrence Berkeley 国家实验室开发的启用守护进程10和一套相应的 API。该应用程序可以查询启用守护进程的最佳套接字缓冲区大小使用某一目标主机。Eric Weigle 对七种缓冲区校正技术做了
6、详细的比较11，包括其功能和性能的比较。根据分类方法在该文件中，我们的套接字缓冲区调整 daemon 为内核级，动态的，带外的和透明的。与以前的研究相比，本文提出套接字缓冲区自动调谐守护是一个充满活力的核心一级的执行情况，利用积极的探索。守护进程的探索是运行在用户级，也有能力之间进行通信的不同情况调整信息交流，这使得高度便携性和可扩展。三设计重点A：设计标准有几个问题需要考虑设计时调整服务。守护进程的调整应是时间效率。每一轮探测行动必须是 3 秒钟内完成，否则，它应该被取消。内存使用的微调守护进程应认真处理。调谐 daemon 在运行在用户空间，它需要只有 20 千字节的用户存储空间。CPU
7、时间的调整守护应该低。当调谐 daemon 在运行时，CPU 使用率为守护进程是只有 0.6 左右。奔腾R866 MHz 的机器。网络带宽的需要概率化和通信运营应控制-网络带宽占用的调整daemon 为 15 字节/秒，在短期间内没有探测期间延时期。我们微调 daemon 在运行探针在可调间隔，通常是 60 - 300 秒和探索期持续约一分钟为每个不同的网络连接。最后的微调守护进程应易于携带像其他的 UNIX 系统。B 算法和计划有两个主要功能部件的校正服务。1）检测的 TCP 连接：检测 TCP 连接的地方，我们利用在/proc 系统在 Linux 上。一切有关地方的 TCP 连接中列出的文
8、件系统/proc/net/TCP。每一行都在这个文件中包含一个单一的统计 TCP 连接。主要参数是：序列号，本地地址，远程地址，TCP 连接状态，连接的 id 和索引节点数。表一解释这些参数的含义：我们将定期调整 daemon 在阅读本文件检索统计，目前活跃的 TCP 连接和调整这些连接。2）测量带宽：pipechar12是用来衡量网络带宽。在每一轮概率法，四探针包的P1，P2，P3 和 P4 都发出。探针包 P1 和 P3 的 UDP 数据包，其目的地港口丢弃。包的 P2和 P4 都是小 UDP 数据包的目的端口无法访问。P1 有 S1 字节大小的数据和 P3 有 S3 字节大小的数据。数据
9、部分大小的 P2 和 P4 是 1 字节。对于一般情况下，假设大小的 P2 和 P4是 S。P1 和 P2 发送背靠背的探测目标主机。P1 会被主机收到并忽略。P2 的将产生的ICMP 端口不可达的错误信息，并在目标主机此邮件将被退回发件人。T1 被用来代表发出了 P1 加 P2 和时刻接收的 ICMP 错误信息造成的 P2 之间的时间。同样，P3 和 P4 都发出了3背靠背。P3 会收到和忽视了探讨和 P4 主机将产生一个 ICMP 连接埠无法到达的信息返回发件人。同一期间派时刻。意指可用带宽的网络路径上的 BW，那么，我们有以下公式：从过去的公式，通过测量 P1，P2 和 P3，P4 响应
10、时间之间的差异，现有的网络带宽可以估算。对于每一个方面，探索将重复可调间隔。延迟时间可测平派遣了某些 ICMP 回显请求包。测量后的网络带宽和延迟完成，带宽延迟乘积可以计算出这个值可以设置为最优套接字缓冲区大小的这方面。C 守护进程的结构套接字缓冲区调整守护由两个复合分量：自动调谐守护和通讯（消息侦听） 。他们都叉从守护启动过程和分享一套共同的功能模块。图。 1 显示了启动阶段的服务。接下来的两个小节将介绍例程的两个组成部分。1）.自动调整守护进程：在自动调谐守护负责监测目前建立的 TCP 连接书在本地主机上，发现最佳的套接字缓冲区大小的每一个具体连接，并要求修改后的系统调用，以应用更改。这一
11、程序重复直到每一轮调整最后的延误。也有一个时间间隔的过程中探索和调整每个连接。这些延误和间隔介绍，以减少使用 TCP 连接的时间和带宽，为了不使原因探测泛滥。图.2 描述的步骤 每一轮的调整，自动调整守护进程将调用连接监测改为在/proc/net/内的 TCP文件 TCP 连接状态，包括套接字对每个连接的信息和相关的本地套接字。之后，自动调谐守护呼叫带宽延迟乘积（BDP）探测器估计目前的可用带宽的远程主机的每一个连接，使用的算法前一节已经描述。 在当前的 BDP 检测，套接字缓冲区的连接性是变化的最优值。这是通过调用一个新的系统调用-setisockbuf 。这个系统调用搜索相应的 socke
12、t 结构的内核空间根据 inode 上号码。一旦发现，将设置接收套接字缓冲区和发送套接字缓冲区大小的最优值指定。在每一轮的调整，优化套接字缓冲区大小为每个远程主机是缓存中的数据文件。每一行数据文件包含的信息在一个远程主机。例如表二。最优值的-1 的探测手段已经失败，由于探测数据包收到的时间或数量不足。为安全起见该远程 IP 领域已取代虚拟 IP 地址。为了探测缓存 3 倍。首先，如果有多个 TCP 连接来自同一远程主机，自动调整将直接使用 daemon 在最后估计价值的最佳套接字缓冲区大小。其次，因为时间戳也重视每一个记录，一个可以定义每一行记录一个超时入口，并在这行之后缓存过期，自动调谐守护
13、将尝试探测远程主机再次指出，鉴于方面依然存在。第三，调整守护可以比较估计值的新、旧。如果在两者之间的差额值大于 30的 origianl 最优值，则很有可能是因为网络状况可能已经发生变化。然后，自动调谐守护进程将派遣一个调谐请求消息的远程主机。的格式调整请求消息是列于表三：消息头是标记指定的信息类型，使用 1111 代表了调整的要求和 2222 代表了微4调答复。以下为消息头的内容本地 IP，本地端口，远程地址，和远程端口的名字。这些内容是不需加以说明的，我们的最佳值是指本地的最佳估计值为套接字缓冲区大小。对方的最佳值指的是最佳套接字缓冲区大小宣布远程主机的连接。我们最后的值字段时使用调整后的 daemon。在 Communicator 将检查我们传入信息的最优值和本地执行的估计。平均值告知最优值和本地估计最优值将采取的最终值的最佳套接字缓冲区大小。在此之后，将回到通讯调谐回复信息包含此最终值。调整后的连接，而 daemon 等待 2 秒钟，以避免副作用前探针，然后调整下一步。彼此之间的一轮探测，而 daemon 将等待另一个 60 - 300 秒。之后，等待期间，自动调谐 daemon 在重复相同的程序再次调整。
