Сравнение TCP/IP стека Windows Vista / Server 2008 и Windows XP / Server 2003

Бешков Андрей
abeshkov@microsoft.com
http://beshkov.ru
http://twitter.com/abeshkov
Microsoft TechDays http://www.techdays.ru

Понять какие факторы органичивают скорость работы
сетевых компонентов старого стека

Узнать какие новые технологии появились в сетевом
стеке NetIO в Windows Vista и Windows Server 2008

Разобраться как в каждом конкретном случае новые
компоненты сетевого стека NetIO помогают справиться
с проблемными сетями

Готовимся использовать NetIO


Эффективность работы текущей реализации
сетевого стека Windows XP/ Server 2003
ограничена следующими факторами:

Статическая конфигурация по умолчанию,
выбранная в 90-х годах, чтобы приемлемо работать
в большинстве сетевых сред

Сетевые протоколы разработаны более десяти лет
назад


Низкая производительность при:

Больших задержках передачи сигнала (доступ к
ресурсам через весь континент)

Передачи данных по высокоскоростным оптическим
подключениям (FTTH)

Использовании среды с большим количеством
потерь (беспроводные сети)

Скорость работы сетевых компонентов ключевой
фактор быстродействия большинства приложений


Приложение Приложение
Отправитель Получатель

Сетевой стек Сетевой стек
Отправителя Получателя

Сеть


Проблема: Внезапные трудно диагностируемых случаи
снижения скорости работы сети

Узкие места могут находиться в сети, сетевом стеке,
отправляющем или получающем приложении


Решение:
Cтатистика работы сети с помощью Perfmon
Сбор в режиме реального времени
TCP Analyzer
Графический инструмент отображения собранной статиски
Автоматический поиск причин снижения скорости работы
сетевой подсистемы


Perfmon и TCP Analyzer


Winsock User Mode
Kernel Mode
TDI Clients
WSK Clients
AFD TDI
WSK TDX
Next-Generation TCP/IP Stack (tcpip.sys)

TCP UDP RAW

Windows
Platform
Filtering
IPv4 IPv6

802.3 Loop- IPv4 IPv6
WLAN 1394 back Tunnel Tunnel

NDIS


Наземные Межконтинентальные Спутниковые
сети оптоволоконные сети каналы
США

Настройка по умолчанию для Windows XP/Server 2003

Сценарий: Скорость передачи данных ограничена WAN
или FTTH подключением (Verizon FiOS)
Для соединения через весь континент (RTT 100ms) по
умолчанию TCP receive window ограничивает пропускную
способность до 5 Mbps
На межконтинентальных и спутниковых линиях связи
скорость снижается еще сильнее
Решение: Windows Vista/Window Server 2008
автоматически подстраивает TCP Receive Window для
каждого соединения
Масштабирование Receive Window (RFC 1323) по умолчанию
установлено с множителем 8
Результат: Приложения начинают эффективнее
использовать предоставленые каналы
Копирование файлов по протоколу SMB между США и
Австралией ускорилось в 10 раз
Резервное копирование между Bay area и центром обработки
данных в Tukwila ускорилось в 40 раз


30
Win Server 2003 -> Win XP
25
Win Server 2008 -> Win XP
Скорость (Mbps)

20 Win Server 2003 -> Win Vista

Win Server 2008 -> Win Vista
15

10

5

0

TTCP Robocopy FTP Sharepoint
•В сценарии sharepoint на Win 2003 Server и клиент Vista, необходимо
изменить ключ реестра в Win 2003 server
•Установите "MaxBytesPerSend" в ветви
HKLMSystemCurrentControlSetServicesHTTPParameters в значение 0xFFFFF


Реплицирование данных между Redmond и Bay Area
Выделенные Сетевые подключения 1Gbps
Конфигурация по умолчанию
Windows Server 2003 SP1:
Сетевые адаптеры 100Mbps, обеспечивают пропускную
способность 10Mbps
Windows Server 2008 на том же оборудовании:
Сетевые адаптеры 100Mbps, обеспечивают пропускную
способность 80Mbps
При смене адаптера на 1000Mbps, обеспечивают пропускную
способность 400Mbps (из памяти в память через сеть)
Копирование файлов с жесткого диска на другой жесткий
диск через сеть достигает 250Mbps в связи с ограниченным
быстродействием дисков


Сценарий: Репликация данных между географически
распределенными ЦОД по гигабитным каналам
TCP протоколы старой версии сильно снижают скорость отправки
после потери пакетов и очень медленно восстанавливают прежнуюю
скорость
После потери 1 пакета из 83000 на канале 1Gbps/100ms
прежняя скорость восстанавливается приблизительно
через 1 час!

Решение: Compound TCP использует информацию о потерях
и задержках для ускоренного восстановления скорости
передачи данных

Результат: Скорость репликации данных повышается
Время репликации Microsoft.com уменьшилось в 2 раза


1400
Пропускная способность [Mbps]

1200 New Reno Compound TCP

1000

800

600

400

200

0
15
22
29
36
43
50
57
64
71
78
85
92
99

113
106

120
127
134
141
148
155
162
169
176
183
190
1
8

Время [сек]

• Передача данных между ЦОД Bay Area, CA и Tukwila, WA
• Compound-TCP (зеленая) и New Reno TCP (голубая)


Приложение Приложение
Отправитель Получатель

Сетевой стек
Сетевой стек Получателя
Отправителя

Сеть


Сценарий : У нас есть собственное приложение для
репликации SQL данных
Приложение отправляет данные недостаточно быстро. Сеть
простаивает.
Решение:
Интерфейс IdealSendBacklogSize позволяет приложению
запрашивать у сетевого стека идеальный размер порции
данных для отправки
Подстроить свои буферы для полного потребления доступной
пропускной способности
Результат: Ускорение передачи данных
Передача SQL данных по каналу с задержкой в 100ms
ускорилась в 100 раз


Увеличение скорости
~ 2x при малых задержках
~ 8x при средних задержках
~ 100x при больших задержках

Скорость работы SQL
400
Пропускная способность

350
300
250
[Mbps]

- ISB
200
150 + ISB
100
50
0
<1ms 10ms 100ms
Задержка

Приложениям доступны две новых функции:
idealsendbacklognotify, idealsendbacklogquery

Сетевой стек может определить идеальный размер
отправляемых данных опираясь на сведения о
пропускной способности канала и задержках

Приложение может менять частоту и размер
отправляемых порций данных, чтобы эффективнее
использовать имеющиеся каналы


Сценарий: Беспроводные сети - GPRS, UMTS, WLAN
Потери пакетов интерпретируются TCP, как перегруженость канала
Механизмы восстановление слоя Link самостоятельно повторяют
посылку потеряных пакетов. Это обостряют проблему т.к TCP
повторно попытается передать те же самые потеряные пакеты
Частые и сильные изменения RTT обычно приводят к фатальной
потере TCP соединения
Решение:
Следить за избыточными повторными посылками пакетов используя
механизмы Forward Retransmission Timeout Recovery (FRTO) и
Delayed Selective Acknowledgement (DSACK)
Избегаем передачи всей цепочки потеряных пакетов, отправляя только
первый из последовательности. В зависимости от ответа другой стороны
передаем цепочку или нет. Тем самым снижая количество отправляемых
данных
Результат: Эффективность использования беспроводных
каналов повысилась
В случае использования беспроводной связи пропускная
способность повысилась на 10-30%


Сеть
Картина трафика изменится
Появятся короткие пики высокой активности

Необходима приоритезация трафика и гарантированный
уровень сервиса (QoS) для своевременной доставки трафика
реального времени

Вероятно повысится утилизация всех ресурсов сети т.к
приложения будут передавать больше данных


Инфраструктура
Могут возникнуть проблемы с устаревшими proxy/WAN
акселераторами, маршрутизаторами, коммутаторами, NAS не
поддерживающими Window Scaling
Пора начинать разрабатывать планы перехода на IPv6

Приложения
Приложения должны содержать код для интеллектуальной
работы с сетью (IdealSendBacklogSize)


Windows Vista и Windows Server 2008 включают в себя
новые компоненты предназначенные для повышения
эфективности работы с сетью в следующих случаях:

Сети с большой потерей пакетов (беспроводные
соединения)

Высокоростные сети (соединения между центрами
обработки данных)

Соединения с большими задержками и потерями (каналы
филиальных офисов)

Сервисы создающие высокую нагрузку на CPU (файловый
сервис)


Сайты
www.microsoft.com/technet/network/tcpip/default.mspx
http://technet.microsoft.com/en-us/windowsvista/aa905087.aspx
www.microsoft.com/ipv6
Блоги
http://blogs.msdn.com/windows_networking/default.aspx
http://blogs.msdn.com/wndp/default.aspx
http://blogs.technet.com/abeshkov/
http://blogs.technet.com/ashapo/
Статьи
http://www.microsoft.com/technet/technetmag/issues/2006/11/VistaNetworking/default.aspx
http://www.microsoft.com/technet/community/columns/cableguy/cg0905.mspx


© 2007 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries.
The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market
conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation.
MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.


Сравнение TCP/IP стека Windows Vista / Server 2008 и Windows XP / Server 2003

Сравнение TCP/IP стека Windows Vista / Server 2008 и Windows XP / Server 2003

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie Сравнение TCP/IP стека Windows Vista / Server 2008 и Windows XP / Server 2003

Ähnlich wie Сравнение TCP/IP стека Windows Vista / Server 2008 и Windows XP / Server 2003 (20)

Mehr von Andrey Beshkov

Mehr von Andrey Beshkov (20)

Сравнение TCP/IP стека Windows Vista / Server 2008 и Windows XP / Server 2003