Произведение пропускной способности на задержку

Сети с очень высокой скоростью передачи, такие как сверхскоростные локальные вычислительные сети (LAN), могут попадать в данную категорию, поскольку для достижения максимальной пропускной способности в них требуется высокоточная настройка протоколов — несмотря на то, что задержки в таких сетях малы. Если соединение имеет скорость 1 Гбит/с и время кругового обхода менее 100 мкс, оно не считается LFN, а в случае скорости 100 Гбит/с время кругового обхода должно не превышать 1 мкс, чтобы не быть отнесённым к LFN.

Важным примером системы с большим произведением пропускной способности на задержку являются соединения с использованием геостационарных спутников, где время передачи от источника к приёмнику очень велико, а пропускная способность канала также может быть высокой. Большая задержка существенно затрудняет работу протоколов типа «стоп-и-жди» и приложений, рассчитанных на быструю реакцию по всему пути передачи.

Высокое произведение пропускной способности на задержку является значимым фактором при проектировании протоколов, таких как протокол управления передачей (TCP), с точки зрения оптимизации TCP, поскольку максимальная пропускная способность достигается только при условии, что отправитель может передать достаточно большой объём данных прежде, чем должен будет ждать подтверждения получения этих данных со стороны получателя. Если отправляемый объём данных недостаточен относительно произведения пропускной способности на задержку, канал загружен слабо, и эффективность протокола снижается. Протоколы, рассчитанные на работу в таких условиях, требуют сложных механизмов самонастройки и автоматического контроля^[3]. Для решения проблемы ограничения окна передачи, равного 65 535 байт без масштабирования, может использоваться опция масштабирования окна TCP.

• Среднескоростная спутниковая сеть: 512 кбит/с, 900 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=512\times 10^{3}{\text{ бит/с}}\cdot 900\times 10^{-3}{\text{ с}}\\&=460\,800{\text{ бит}}=460{,}8{\text{ кбит}}=57{,}6{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Домашний DSL: 2 Мбит/с, 50 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=2\times 10^{6}{\text{ бит/с}}\cdot 50\times 10^{-3}{\text{ с}}\\&=100\times 10^{3}{\text{ бит}}=100{\text{ кбит}}=12{,}5{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Мобильный широкополосный доступ (HSDPA): 6 Мбит/с, 100 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=6\times 10^{6}{\text{ бит/с}}\cdot 100\times 10^{-3}{\text{ с}}\\&=600\times 10^{3}{\text{ бит}}=600{\text{ кбит}}=75{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Домашний интернет ADSL2+: 20 Мбит/с (от DSLAM до домашнего модема), 50 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=2\times 10^{7}{\text{ бит/с}}\cdot 50\times 10^{-3}{\text{ с}}\\&=10^{6}{\text{ бит}}=1{\text{ Мбит}}=125{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Домашний кабельный интернет (DOCSIS): 200 Мбит/с, 20 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=2\times 10^{8}{\text{ бит/с}}\cdot 20\times 10^{-3}{\text{ с}}\\&=4\times 10^{6}{\text{ бит}}=4{\text{ Мбит}}=500{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Высокоскоростная наземная сеть: 1 Гбит/с, 1 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=10^{9}{\text{ бит/с}}\times 10^{-3}{\text{ с}}\\&=10^{6}{\text{ бит}}=1{\text{ Мбит}}=125{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Сверхскоростная локальная сеть (LAN): 100 Гбит/с, 30 мкс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=100\times 10^{9}{\text{ бит/с}}\cdot 30\times 10^{-6}{\text{ с}}\\&=3\times 10^{6}{\text{ бит}}=3{\text{ Мбит}}=375{\text{ кБ}}\end{aligned}}}$$

• Международная научно-образовательная сеть: 100 Гбит/с, 200 мс RTT

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=100\times 10^{9}{\text{ бит/с}}\cdot 0{,}2{\text{ с}}\\&=2\times 10^{10}{\text{ бит}}=20{\text{ Гбит}}=2{,}5{\text{ ГБ}}\end{aligned}}}$$

Существует множество вариантов TCP, специально адаптированных для больших произведений пропускной способности на задержку:

• HSTCP
• FAST TCP
• BIC TCP
• CUBIC TCP
• H-TCP
• Compound TCP
• Agile-SD