FreeBSD의 TCP Congestion 윈도우

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FreeBSD에서 어떤 TCP 연결 도중의 Congestion window를 플로팅 해 보았습니다.

첨부된 그림을 보시면 TCP의 혼잡 제어 메커니즘과 비슷한 것을 볼 수 있는데, x 좌표의 200에서 500 (패킷의 순서)에서 제대로 된 slow-start가 아닌 오르락 내리락 하는 모습이 보입니다. 가는 선으로 표현된 threshold (임계치)가 변하지 않는 것으로 보건데 타임아웃이나 혼잡감지에 의한 윈도우 감소는 아닌 듯 합니다.

이 현상을 잘 아시는 분 설명 좀 부탁 드리겠습니다.

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stypr의 이미지

음.. 그래프를 보건데 여전히 의문인 것들이 있어 질문을 드립니다.

* 사용하신 FreeBSD 버전이 어떻게 되는지?
* Congestion window 을 plotting 하기 위해서 어딘가에서 정보를 얻으셨을 텐데, 그 경로가 어떻게 되는지? Current 의 SIFTR 을 사용하셨는지? 혹은 hook 을 등록하셨다면 어디에 하셨는지.
* 그리고 Congestion window 값은 tp->snd_cwnd 값이 맞는지.
* 혹시 raw data 가 있으시면 이용 가능한지.
* 위에서 `가는 선으로 표현된 threshold' 라 하시면 tp->snd_ssthresh 을 가르키는 것인지.

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관심 감사 드립니다.

* 사용하신 FreeBSD 버전이 어떻게 되는지?

FreeBSD 8 입니다.

* Congestion window 을 plotting 하기 위해서 어딘가에서 정보를 얻으셨을 텐데, 그 경로가 어떻게 되는지? Current 의 SIFTR 을 사용하셨는지? 혹은 hook 을 등록하셨다면 어디에 하셨는지.

SIFTR을 사용했습니다.

* 그리고 Congestion window 값은 tp->snd_cwnd 값이 맞는지.

SIFTR 로그의 9번쩨 컬럼입니다.

* 혹시 raw data 가 있으시면 이용 가능한지.

Trace 공개를 말씀 하시는건가요? 그건 불가능 한 걸로 알고 있습니다.

* 위에서 `가는 선으로 표현된 threshold' 라 하시면 tp->snd_ssthresh 을 가르키는 것인지.

SIFTR 로그의 8번째 컬럼입니다.

stypr의 이미지

SIFTR 을 사용하셨다면 해당 모듈 자체가 disk 에 trace한 결과물을 저장할 수 있습니다. 제가 말한 raw data 가 그것입니다.

raw data 도 보지 못했고, 어떤 방식으로 plotting 을 하셨는지 자세히 몰라 왠지 저의 답변이 어림짐작일 수 있을 듯 합니다만 제가 상상할 수 있는 상황에 대해서 쓰겠습니다.

1. 그래프자체는 TCP input 과 output packets 들을 구분없이 함께 그린 듯 합니다. 보통 slow start 시 그래프는 exponential 하게 증가해야 하는데 (이론적인 지식으로는), 이 그래프는 그렇지 않다는 것은 ACK 을 받는 즉시 plotting 을 한 듯 하네요. 그래서 그래프가 더욱 난해해 진 듯 합니다.
2. 약 200 packet 후에 cwnd 가 1 maxseg 값으로 떨어진 원인은 3 dup ack 으로 인한 것이 아니라 retransmit timer 에 의한 현상으로 보입니다. 즉 이 그래프에서는 fast recovery 와 fast retransmit 에 대한 흔적으로 볼 수 없습니다. 그래프의 X 축이 packet count 이기 때문에 이를 눈으로 보기 힘든 상황입니다. Time 기반이었으면 더 좋았을 듯 합니다.
3. cwnd 가 reset 된 후 그래프가 증가하면서 처음 떨어질 때 (약 250 packet 지점)은 retransmit timer 의 작동 후 처음으로 duplicate ACK 을 받았는데, RFC3042 에 의한 (for limited transmit) 일시적인 cwnd 감소로 느껴지며 그 후 잠깐 cwnd 가 올라가는 원인은 tcp_input 에서의 cwnd 증가로 보입니다.
4. 그런 후 갑자기 cwnd 사이에 공백이 생기게 되는데 이는 RFC3042 작동 방식이 일시적으로 cwnd 을 감소시켰다가 보낸 직 후 cwnd 을 원래값으로 돌아가기 때문입니다.

즉 저의 소심한 의견으로는 결과값이 이렇게 나온 원인이

* TCP input 과 TCP output 의 결과값이 섞였기 때문
* RFC3042 에 의한 limited transmit
* TCP input 과 TCP output 의 서로 다른 thread 간의 racing

때문이라고 생각합니다. 감사합니다.

PS. 설마 제 말을 100% 신뢰하시는 건 아니시죠? :-)

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답변 감사 드립니다.

그래프는 패킷을 플롯한게 아니라 Sender의 TCP congestion window 사이즈를 플롯한 것입니다. Input이나 Output이 따로 있지는 않을 것으로 생각됩니다.

RFC3042이 enable된 상황인지 한번 알아봐야 겠네요.

혹시 그 raw data는 어떤 형식으로 어디에 저장되는지 알려 주실 수 있는지요? SIFTR의 결과물이 siftr.log말고 다른 것이 있는줄은 몰랐습니다.

감사합니다.

stypr의 이미지

SIFTR 의 첫번째 항목을 보시면 'i' 와 'o' 가 정의되어 있습니다. 저는 이를 input 과 output 이라는 의미로 얘기를 드린 거구요. 제가 말한 Raw data 란 siftr.log 를 의미합니다. 제가 설명을 하면서 혼란스럽게 얘기를 한 듯 하네요.

siftr.log 을 올려주실 수 있으시면 좀 더 원인을 분석하는데 도움이 될 듯하구요. (위 제 답변도 전 100% 신뢰할 수 없는지라.. ㅡㅡ;;)

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