Например, если 1000 значений дали среднестатистическую величину в 170 единиц, но далее были замерены 50 значений со средним в 282, то текущее среднее будет:
170×1000/1050 + 282×50/1050 = 175
Более резонной будет величина сглаженного времени цикла (Smoothed Round-Trip Time — SRTT), которая учитывает приоритет более поздних значений:
Новое SRTT = (1 – α)×(старое SRTT) + α×Последнее значение цикла
Значение α находится между 0 и 1. Увеличение а приводит к большему влиянию текущего времени цикла на сглаженное среднее значение. Поскольку компьютеры быстро могут выполнять деление на степени числа 2, сдвигая двоичные числа направо, для α всегда выбирается значение (1/2)n (обычно 1/8), поэтому:
Новое SRTT = 7/8×старое SRTT + 1/8×Последнее время цикла
В таблице 10.2 показано, как формула для SRTT подстраивается под текущее значение SRTT в 230 единиц, когда изменение в сетевых условиях приводит к последовательному увеличению времени цикла (при условии, что не наступает тайм-аут). Значения в столбце 3 используются как значения столбца 1 для следующей строки таблицы (т.е. как старое SRTT).
Таблица 10.2 Вычисление сглаженного времени цикла
| Старое SRTT | Самое последнее RTT | (7/8)×(старое SRTT) + (1/8)×(RTT) |
|---|---|---|
| 230.00 | 294 | 238.00 |
| 238.00 | 264 | 241.25 |
| 241.25 | 340 | 253.59 |
| 253.59 | 246 | 252.64 |
| 252.64 | 201 | 246.19 |
| 246.19 | 340 | 257.92 |
| 257.92 | 272 | 259.68 |
| 259.68 | 311 | 266.10 |
| 266.10 | 282 | 268.09 |
| 268.09 | 246 | 265.33 |
| 265.33 | 304 | 270.16 |
| 270.16 | 308 | 274.89 |
| 274.89 | 230 | 269.28 |
| 269.28 | 328 | 276.62 |
| 276.62 | 266 | 275.29 |
| 275.29 | 257 | 273.00 |
| 273.00 | 305 | 277.00 |
Теперь возникает вопрос о выборе значения для тайм-аута повторной пересылки. Анализ величин времени цикла показывает существенное отклонение этих значений от текущей средней величины. Имеет смысл установить границу для величины отклонений (девиаций). Хорошие величины для тайм-аута повторной пересылки (в стандартах RFC эту величину именуют Retransmission TimeOut — RTO) дает следующая формула с ограничением сглаженного отклонения (SDEV):
Т = Тайм-аут повторной пересылки = SRTT + 2×SDEV
Именно эта формула рекомендована в RFC 1122. Однако некоторые реализации используют другую:
Т = SRTT + 4×SDEV
Для вычисления SDEV сначала определяют абсолютное значение текущего отклонения:
DEV = | Последнее время цикла – старое SRTT |
Затем используют формулу сглаживания, чтобы учесть последнее значение:
Новое SDEV = 3/4×старое SDEV + 1/4×DEV
Остается один вопрос — какие взять начальные значения? Рекомендуется:
Начальный тайм-аут = 3 с
Начальный SRTT = 0
Начальный SDEV = 1,5 с
Ван Джекобсон определил быстрый алгоритм, который очень эффективно вычисляет тайм-аут повторной пересылки данных.
10.13.6 Пример статистики
Насколько успешно будет работать вычисленный выше тайм-аут? При реализации полученного значения наблюдались значительные повышения производительности. Примером могут служить статистические данные команды netstat, полученные на системе tigger — сервере Интернета, к которому обращается множество хостов со всего мира.
tcp:
1301644 packets sent
879137 data packets (226966295 bytes)
21815 data packets (8100927 bytes) retransmitted
2012869 packets received
762469 acks (for 226904227 bytes)
35803 duplicate acks
0 acks for unsent data
1510769 packets (314955304 bytes) received in-sequence
9006 completely duplicate packets (867042 bytes)
74 packets with some dup. data (12193 bytes duped)
13452 out-of-order packets (2515087 bytes)
Системой tigger были повторно переданы менее чем 2,5% сегментов данных TCP. Для полутора миллионов входящих сегментов данных (остальные являются чистыми сообщениями ACK) дублированы были только 0,6%. При этом следует учитывать, что уровень потерь во входных данных примерно соответствует уровню для выходных сегментов. Таким образом, бесполезный трафик повторной пересылки составляет около 0,6% от общего трафика.
10.13.7 Вычисления после повторной отправки
В представленных выше формулах используется значение времени цикла как интервала между отправкой сегмента и получением подтверждения его приема. Однако предположим, что в течение периода тайм-аута подтверждение не получено и данные должны быть оправлены повторно.
Алгоритм Керна предполагает, что в этом случае не следует изменять время цикла. Текущее сглаженное значение времени цикла и сглаженное отклонение сохраняют свои значения, пока не будет получено подтверждение на пересылку некоторого сегмента без его повторной отправки. С этого момента возобновляются вычисления на основе сохраненных величин и новых замеров.