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Produto banda-atraso e throughput TCP

Produto banda-atraso (BDP) de um enlace, vazão máxima de uma conexão TCP pela janela e estimativa pela perda de pacotes.

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Entrada

Velocidade do enlace em megabits por segundo (1 Mbit/s = 1.000.000 bits por segundo).

Tempo de ida e volta, como o do ping, em milissegundos.

Janela de recepção em KiB. Sem a opção Window Scale o campo do TCP chega a 65.535 bytes (cerca de 64 KiB).

Tamanho máximo do segmento TCP. Em Ethernet com MTU 1500, 1460 no IPv4 e 1440 no IPv6.

Opcional. Com 0 a estimativa pela perda não é calculada (a saída fica 0).

Constante do modelo de Mathis; 1,22 é o valor usual para perda periódica. Altere se o seu modelo usar outra.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Banda, atraso e janela

BDP (bytes) = banda (bit/s) × RTT (s) ÷ 8; vazão máxima pela janela = janela ÷ RTT; limite por perda (Mathis) = (MSS ÷ RTT) × C ÷ √p

O produto banda-atraso é a quantidade de dados que cabe no enlace ao mesmo tempo, entre o envio e a confirmação. Para uma conexão TCP aproveitar a banda, a janela precisa ser pelo menos desse tamanho; com janela menor, a vazão fica limitada a janela ÷ RTT, não importa a banda contratada.

Exemplo com 100 Mbit/s e 50 ms

Exemplo resolvido pela própria calculadora
CampoValor
Banda do enlace (Mbit/s)100,00
RTT, ida e volta (ms)50,00
Janela de recepção (KiB)64
MSS (bytes)1.460
Perda de pacotes (%)0,1000
Produto banda-atraso (bytes)625.000
Janela para encher o enlace (KiB)610,35
Vazão máxima pela janela (Mbit/s)10,49
Menor entre a banda e a vazão pela janela (Mbit/s)10,49
Limite estimado pela perda (Mbit/s)9,01

Limites do modelo

  • O campo de janela do TCP tem 16 bits: sem Window Scale a janela chega a 65.535 bytes. Com a opção, o deslocamento vai até 14, e a janela, a 1 GiB.
  • A vazão pela janela supõe enlace sem perda e sem outras conexões; a vazão real também depende do algoritmo de controle de congestionamento.
  • A estimativa pela perda usa o modelo de Mathis et al. (1997), com constante editável. É um limite superior teórico para o TCP Reno e não vale como previsão para CUBIC ou BBR.
  • Unidades: 1 Mbit/s são 1.000.000 bits por segundo; a janela é dada em KiB (1.024 bytes).

Atenção: Modelo teórico. A fórmula do BDP e a constante de Mathis vêm de fontes que ainda precisam de conferência antes de decisões de dimensionamento.

Perguntas frequentes

Como calcular o produto banda atraso?

Multiplique a banda pelo RTT e divida por 8 para ter bytes. Com 100,00 Mbit/s e 50,00 ms o BDP é de 625.000 bytes (610,35 KiB).

O que o BDP diz sobre o throughput TCP?

Se a janela é menor que o BDP, a vazão fica limitada por janela ÷ RTT. Com janela de 64 KiB o teto é de 10,49 Mbit/s, abaixo dos 100,00 Mbit/s do enlace.

Como usar a calculadora de BDP para TCP?

Informe banda, RTT e a janela de recepção. Preencha a perda e o MSS se quiser também a estimativa de Mathis; deixe a perda em 0 para ignorá-la.

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