Testování nové generace internetových přípojek (NGA)

5.4

Testování pomocí protokolu TCP

Dokument RFC 6349 (Framework for TCP Throughput Testing) definuje metodu označovanou též TCP True Speed, která specifikuje parametry a způsob vyhodnocování měření na čtvrté vrstvě komunikace (L4). Využívá se vhodných vlastností protokolu s potvrzováním doručení datových segmentů, který zároveň zajišťuje regulaci datového toku podle stavu sítě. Dalším pozitivem je fakt, že TCP protokol využívá pro komunikaci převážná většina uživatelských aplikací a výsledky testů jsou tak blízké vnímání služby uživatelem.

Zdroj: Autor Jiří Vodrážka, Petr Jareš, Tomáš Stejskal, VOV T521/01 – Diagram demonstruje základní princip komunikace pomocí TCP protokolu s potvrzováním, licence Creative Commons BY 3.0.

Animace 1. Diagram demonstruje základní princip komunikace pomocí TCP protokolu s potvrzováním datových segmentů a metodou „okna“.

Zdroj: Autor Jiří Vodrážka, Petr Jareš, Tomáš Stejskal, VOV T521/02 – Diagram demonstruje základní princip komunikace pomocí TCP protokolu s opakováním, licence Creative Commons BY 3.0.

Animace 2. Diagram demonstruje základní princip komunikace pomocí TCP protokolu s opakováním přenosu v případě chyb a omezováním objemu dat.

V RFC 6349 jsou definované tyto metriky a parametry:

TCP throughput – velikost datového toku, který je měřen v určitém bodu sítě při komunikaci pomocí TCP protokolu (v bitech za sekundu)

RTT (Round-Trip Time) – rozdíl času od odeslání prvního bitu zprávy příjemci po doručení posledního bitu příslušného potvrzení TCP segmentu (TCP Acknowledgment)

BB (Bottleneck Bandwitdh) – nejnižší hodnota přenosové kapacity celé měřené trasy

BDP (Bandwidth Delay Product) – násobek kapacity datového spoje (v bitech za sekundu) a zpoždění mezi oběma konci spoje (v sekundách)

Send and Receive Socket Buffers – velikost vysílací a přijímací vyrovnávací paměti

Minimum TCP RWND (Receive Window) – velikost okna pro potvrzování přijetí paketů

MTU (Maximum Transmission Unit) – maximální velikost paketu použitelná pro datový spoj (bez nutnosti segmentace)

Přenosová rychlost na čtvrté vrstvě (L4) je nižší oproti třetí vrstvě (a samozřejmě i oproti L2 a L1) v důsledku dalšího přidaného záhlaví (hlavička IP paketu), dále je nižší o nedoručené pakety, které TCP protokol znovu vyžaduje přeposlat, a také se uplatňují regulační mechanismy TCP protokolu, kdy dochází k pozvolnému náběhu při sestavení spojení a zbrzďování komunikace při nárůstu ztrátovosti (ochrana sítě před přetížením).

Poznámka

Při testování pomocí TCP je nutno dbát na správné nastavení velikosti okna pro potvrzování přijetí paketů. Při nesprávném nastavení může příliš nízká hodnota pozastavovat přenos a nezměří se tak reálně využitelná kapacita přípojky. Problém lze obejít větším počtem současně spuštěných TCP toků, jejichž rychlosti se sumarizují.

Vyhodnocení parametrů přístupu k internetu probíhá s ohledem na Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) 2015/2120 a s ním souvisejícím Vyjádřením Českého telekomunikačního úřadu k vybraným otázkám přístupu k otevřenému internetu a evropským pravidlům síťové neutrality. Na základě toho se definují čtyři hodnoty přenosových rychlostí samostatně pro stahování (download) a odesílání (upload) dat:

Interaktivní prvek 10. Seznamte se s definicemi rychlostí, které je poskytovatel přístupu k internetu povinen uvést ve smlouvě.

Zajímavost

ČTÚ zavedl kritéria, pomocí kterých se posuzuje nesplnění běžně dostupné rychlosti. Jde o tzv. detekovatelnou změnu výkonu služby přístupu k internetu, za kterou se považuje pokles skutečně dosahované rychlosti pod 50 % hodnoty smlouvou stanovené běžně dostupné rychlosti. Za velkou trvající odchylku od běžně dostupné rychlosti se považuje souvislá detekovatelná změna výkonu služby přístupu k internetu delší než 30 minut. Za velkou opakující se odchylku se považuje taková odchylka, při které dojde ke třem a více detekovatelným změnám výkonu služby přístupu k internetu delším než 1 minuta v časovém úseku 1 hodiny.