Лабораторная работа №42
.docЦель работы:
Провести анализ производительности протоколов TCP и UDP для заданной конфигурации сети, и на основании полученных результатов сделать заключение о том, какой протокол предпочтительнее использовать.
Порядок выполнения работы:
-
В качестве схемы сети взят результат выполнения лабораторной работы № 1.
Устанавливаем коэффициенты пропускания всех линий равный 100%.
-
Протестировать отправку 20 сообщений по UDP и TCP с Station 1 на Station 2.
Запускаем на Station 2 UDP- сервер. Задаем значение порта равным 9.
Station2 UDP Application Transport Application is now listening on port 8.
Посылаем с узла Station 1 на узел Station 2 через UDP приложение 20 сообщений с текстом 111.
Программа выдала следующий результат:
Station1 Echo Protocol Data Application Start sending echo message '111' to 192.168.1.3:8
Station1 UDP Protocol Transport Created UDP packet for 192.168.1.3:8.
Station1 ARP Discovery Packet DataLink Created ARP discovery packet to source MAC address for IP 192.168.1.3
Station1 ARP_packet Network Sending broadcast packet from ProtocolStack.
Station1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface A7:AB:51:BC:C1:A5
.
.
.
Station2 Ethernet Packet Link Recieved packet at interface 9D:B6:69:19:3A:AE
Station2 IP_Packet Network ProtocolStack received packet from local Interface.
Station2 IP_Packet Network Confirmed Packet is for this Network Layer Device.
Station2 UDP Protocol Transport UDP packet received from 192.168.1.2:3000 message: "111". UDP Port 8 has status "busy" from now.
Station2 Echo Protocol Data Application Recieving echo message '111' from client. Total recieved messages: 3
Station2 Echo Protocol Data Application Sending echo message '111' to client.
Station2 UDP Protocol Transport Created UDP packet for 192.168.1.2:3000.
Station2 IP_Packet Network Sending packet from ProtocolStack (to 192.168.1.2).
Station2 Ethernet Packet Link Sending packet from interface 9D:B6:69:19:3A:AE
.
.
.
Station2 Echo Protocol Data Application Server closing connection. Now listening on 8.
Station2 UDP Application Transport Application is now listening on port 8.
Station1 Echo Protocol Data Application Connection time: 47 ms. Sent messages: 20 Recieved messages: 20
Выбираем меню статистики Station2:
Recieved UDP Segments: 20
Sent UDP Segments: 20
Это значит, что узлом принято и отправлено 20 дейтаграмм. Таким образом при данных параметрах сети процент потерь равен 0.
Теперь установим коэффициент пропускания линии между узлами Hab2 и R1 в 55.
И снова пошлем по UDP приложению 20 сообщений с Station 1 на Station 2.
Выбираем меню статистики Station2:
Recieved UDP Segments: 11
Sent UDP Segments: 11
Это значит, что узлом принято и отправлено 11 дейтаграмм.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved UDP Segments: 8
Sent UDP Segments: 20
Таким образом при данных параметрах сети процент потерь больше 7, что не отвечает заданным требованиям.
Можно попробовать использовать протокол TCP.
Запускаем на Station2TCP- приложение. Задаем значение порта равным 11.
Station2 TCP Application Transport Application is now listening on port 11.
Проверяем работу протокола вначале для хорошего канала передачи. Для этого снова устанавливаем значение коэффициента пропускания линии между узлами Hab2 и R1 в 100.
Посылаем с узла Station 1 на узел Station 2 через TCP приложение 20 сообщений с текстом 222.
Программа выдала следующий результат:
Station1 Echo Protocol Data Application Connecting to host 192.168.1.3:11. Please wait...
Station1 TCP Protocol Transport Created TCP SYN-packet for 192.168.1.3:11.(SEQ = 0 ACK = 0)
Station1 ARP Discovery Packet DataLink Created ARP discovery packet to source MAC address for IP 192.168.1.3
Station1 ARP_packet Network Sending broadcast packet from ProtocolStack.
Station1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface A7:AB:51:BC:C1:A5
.
.
.
Station2 Ethernet Packet Link Recieved packet at interface 9D:B6:69:19:3A:AE
Station2 IP_Packet Network ProtocolStack received packet from local Interface.
Station2 IP_Packet Network Confirmed Packet is for this Network Layer Device.
Station2 TCP Protocol Transport TCP SYN-packet received from 192.168.1.2:3000. TCP Port 11 has status "busy" from now. (SEQ = 0 ACK = 0)
Station2 TCP Protocol Transport Created TCP SYN-packet for 192.168.1.2:3000.(SEQ = 0 ACK = 1)
Station2 IP_Packet Network Sending packet from ProtocolStack (to 192.168.1.2).
Station2 Ethernet Packet Link Sending packet from interface 9D:B6:69:19:3A:AE
.
.
.
Station2 TCP Application Transport Application is now listening on port 11.
Station1 Echo Protocol Data Application Application closing connection.
Station1 Echo Protocol Data Application Connection time: 453 ms. Total recieved messages: 20.
Выбираем меню статистики Station2:
Recieved TCP Segments: 43
Sent TCP Segments: 42
Sent TCP ACK’s: 22
Sent TCP Dublicates: 0
Recieved TCP Dublicates: 0
Это означает, что узел принял 43 сегмента, и послал 22 подтверждения. Причем статистика по дубликатам нулевая.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 43
Sent TCP Segments: 42
Sent TCP ACK’s: 22
Sent TCP Dublicates: 0
Recieved TCP Dublicates: 0
Таким образом все пакеты были доставлены до узла назначения.
Теперь установим коэффициент пропускания линии между узлами Hab2 и R1 в 55.
И снова пошлем по UDP приложению 20 сообщений с Remote 1 на Station 1.
Посылаем с узла Remote 1 на узел Station 1 через TCP приложение 20 сообщений с текстом 222.
Выбираем меню статистики Station 2:
Recieved TCP Segments: 41
Sent TCP Segments: 42
Sent TCP ACK’s: 44
Sent TCP Dublicates: 52
Recieved TCP Dublicates: 22
Это означает, что узел принял 41 сегмент, и послал 47 подтверждений.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 42
Sent TCP Segments: 43
Sent TCP ACK’s: 37
Sent TCP Dublicates: 35
Recieved TCP Dublicates: 16
Видно, что отправляется очень большое количество дубликатов. Это значит, что сеть не удовлетворяет заданным условиям по потерям: не более 7%.
Установим коэффициент пропускания равный 88. И снова пошлем с Remote1 на Station 1 5 сообщений.
Выбираем меню статистики Station 2:
Recieved TCP Segments: 13
Sent TCP Segments: 12
Sent TCP ACK’s: 7
Sent TCP Dublicates: 1
Recieved TCP Dublicates: 0
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 12
Sent TCP Segments: 13
Sent TCP ACK’s: 7
Sent TCP Dublicates: 1
Recieved TCP Dublicates: 1
Установим коэффициент пропускания равный 65. И снова пошлем с Remote1 на Station 1 5 сообщений.
Выбираем меню статистики Station 2:
Recieved TCP Segments: 13
Sent TCP Segments: 12
Sent TCP ACK’s:11
Sent TCP Dublicates: 2
Recieved TCP Dublicates: 4
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 11
Sent TCP Segments: 13
Sent TCP ACK’s: 6
Sent TCP Dublicates: 13
Recieved TCP Dublicates: 0
В этих случаях сеть удовлетворяет требованиям по потерям.
-
Протестировать отправку 20 сообщений по UDP и TCP с Remote 1 на Station 1.
Запускаем на Station 1 UDP- сервер. Задаем значение порта равным 7.
Station1 UDP Application Transport Application is now listening on port 7
Посылаем с узла Remote 1 на узел Station 1 через UDP приложение 20 сообщений с текстом 111.
Программа выдала следующий результат:
Remote1 Echo Protocol Data Application Start sending echo message '111' to 192.168.1.2:7
Remote1 UDP Protocol Transport Created UDP packet for 192.168.1.2:7.
Remote1 ARP Discovery Packet DataLink Created ARP discovery packet to source MAC address for IP 99.11.0.10
Remote1 ARP_packet Network Sending broadcast packet from ProtocolStack.
Remote1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface 14:53:2F:86:88:13
.
.
.
tation1 Ethernet Packet Link Recieved packet at interface A7:AB:51:BC:C1:A5
Station1 IP_Packet Network ProtocolStack received packet from local Interface.
Station1 IP_Packet Network Confirmed Packet is for this Network Layer Device.
Station1 UDP Protocol Transport UDP packet received from 99.11.0.11:3000 message: "111". UDP Port 7 has status "busy" from now.
Station1 Echo Protocol Data Application Recieving echo message '111' from client. Total recieved messages: 1
Station1 Echo Protocol Data Application Sending echo message '111' to client.
.
.
.
Station1 Echo Protocol Data Application Server closing connection. Now listening on 7.
Station1 UDP Application Transport Application is now listening on port 7.
Remote1 Echo Protocol Data Application Connection time: 110 ms. Sent messages: 20 Recieved messages: 20
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved UDP Segments: 20
Sent UDP Segments: 20
Это значит, что узлом принято и отправлено 20 дейтаграмм. Таким образом при данных параметрах сети процент потерь равен 0.
Теперь установим коэффициент пропускания линии между узлами Hab2 и R1 в 55.
И снова пошлем по UDP приложению 20 сообщений с Remote 1 на Station 1.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved UDP Segments: 10
Sent UDP Segments: 10
Это значит, что узлом принято и отправлено 10 дейтаграмм.
Выбираем меню статистики Remote 1:
Recieved UDP Segments: 8
Sent UDP Segments: 20
Таким образом при данных параметрах сети процент потерь больше 7, что не отвечает заданным требованиям.
Можно попробовать использовать протокол TCP.
Запускаем на Station 1 TCP- приложение. Задаем значение порта равным 8.
Station1 TCP Application Transport Application is now listening on port 8.
Проверяем работу протокола вначале для хорошего канала передачи. Для этого снова устанавливаем значение коэффициента пропускания линии между узлами Hab2 и R1 в 100.
Посылаем с узла Remote 1 на узел Station 1 через TCP приложение 20 сообщений с текстом 222.
Программа выдала следующий результат:
Remote1 Echo Protocol Data Application Connecting to host 192.168.1.2:8. Please wait...
Remote1 TCP Protocol Transport Created TCP SYN-packet for 192.168.1.2:8.(SEQ = 0 ACK = 0)
Remote1 ARP Discovery Packet DataLink Created ARP discovery packet to source MAC address for IP 99.11.0.10
Remote1 ARP_packet Network Sending broadcast packet from ProtocolStack.
Remote1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface 14:53:2F:86:88:13
.
.
.
Station1 Ethernet Packet Link Recieved packet at interface A7:AB:51:BC:C1:A5
Station1 IP_Packet Network ProtocolStack received packet from local Interface.
Station1 IP_Packet Network Confirmed Packet is for this Network Layer Device.
Station1 TCP Protocol Transport TCP SYN-packet received from 99.11.0.11:3000. TCP Port 8 has status "busy" from now. (SEQ = 0 ACK = 0)
Station1 TCP Protocol Transport Created TCP SYN-packet for 99.11.0.11:3000.(SEQ = 0 ACK = 1)
Station1 IP_Packet Network Sending packet from ProtocolStack (to 192.168.1.1).
Station1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface A7:AB:51:BC:C1:A5
.
.
.
Station1 TCP Application Transport Application is now listening on port 8.
Remote1 Echo Protocol Data Application Application closing connection.
Remote1 Echo Protocol Data Application Connection time: 1422 ms. Total recieved messages: 20.
Remote1 Echo Protocol Data Application Connection time: 1422 ms. Total recieved messages: 20.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 43
Sent TCP Segments: 42
Sent TCP ACK’s: 22
Sent TCP Dublicates: 0
Recieved TCP Dublicates: 0
Это означает, что узел принял 43 сегмента, и послал 22 подтверждения. Причем статистика по дубликатам нулевая.
Выбираем меню статистики Remote 1:
Recieved TCP Segments: 42
Sent TCP Segments: 43
Sent TCP ACK’s: 21
Sent TCP Dublicates: 0
Recieved TCP Dublicates: 0
Таким образом все пакеты были доставлены до узла назначения.
Теперь установим коэффициент пропускания линии между узлами Hab2 и R1 в 55.
И снова пошлем по UDP приложению 20 сообщений с Remote 1 на Station 1.
Посылаем с узла Remote 1 на узел Station 1 через TCP приложение 20 сообщений с текстом 222.
Программа выдала следующий результат:
Remote1 Echo Protocol Data Application Connecting to host 192.168.1.2:8. Please wait...
Remote1 TCP Protocol Transport Created TCP SYN-packet for 192.168.1.2:8.(SEQ = 0 ACK = 0)
Remote1 ARP Discovery Packet DataLink Created ARP discovery packet to source MAC address for IP 99.11.0.10
Remote1 ARP_packet Network Sending broadcast packet from ProtocolStack.
Remote1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface 14:53:2F:86:88:13
.
.
.
Station1 Ethernet Packet Link Recieved packet at interface A7:AB:51:BC:C1:A5
Station1 ARP_packet Network ProtocolStack received packet from local Interface.
Station1 ARP_packet Network Confirmed Packet is for this Network Layer Device.
Station1 ARP Response Packet DataLink Created ARP Response packet to 192.168.1.1
Station1 ARP_packet Network Sending packet from ProtocolStack (to 192.168.1.1).
Station1 Ethernet Packet Link Sending packet from interface A7:AB:51:BC:C1:A5
.
.
.
Station1 TCP Application Transport Application is now listening on port 8.
Remote1 Echo Protocol Data Application Application closing connection.
Remote1 Echo Protocol Data Application Connection time: 19297 ms. Total recieved messages: 20.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 42
Sent TCP Segments: 42
Sent TCP ACK’s: 47
Sent TCP Dublicates: 68
Recieved TCP Dublicates: 25
Это означает, что узел принял 42 сегмента, и послал 47 подтверждений.
Выбираем меню статистики Remote 1:
Recieved TCP Segments: 42
Sent TCP Segments: 43
Sent TCP ACK’s: 40
Sent TCP Dublicates: 53
Recieved TCP Dublicates: 19
Видно, что отправляется очень большое количество дубликатов. Это значит, что сеть не удовлетворяет заданным условиям по потерям: не более 7%.
Установим коэффициент пропускания равный 88. И снова пошлем с Remote1 на Station 1 5 сообщений.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 11
Sent TCP Segments: 12
Sent TCP ACK’s: 9
Sent TCP Dublicates: 5
Recieved TCP Dublicates: 2
Выбираем меню статистики Remote 1:
Recieved TCP Segments: 12
Sent TCP Segments: 13
Sent TCP ACK’s: 8
Sent TCP Dublicates: 3
Recieved TCP Dublicates: 2
Установим коэффициент пропускания равный 65. И снова пошлем с Remote1 на Station 1 5 сообщений.
Выбираем меню статистики Station 1:
Recieved TCP Segments: 12
Sent TCP Segments: 12
Sent TCP ACK’s:8
Sent TCP Dublicates: 1
Recieved TCP Dublicates: 1
Выбираем меню статистики Remote 1:
Recieved TCP Segments: 12
Sent TCP Segments: 13
Sent TCP ACK’s: 6
Sent TCP Dublicates: 1
Recieved TCP Dublicates: 0
В этих случаях сеть удовлетворяет требованиям по потерям.
-
Из проделанных опытов можно сделать вывод, что для хорошей линии передач излишне использовать протокол TCP так как он загружает сеть подтверждениями о получении сегментов, которые занимают около 50% сегментов. В этом случае хорошо себя зарекомендовал протокол UDP, так как и в этом случае были доставлены все 20 пакетов, что удовлетворяет условиям по процентам потерь.
Кроме того по времени UDP потребовалось 110ms, а TCP потребовалось 1422ms, так как не тратилось время на установление соединения и на подтверждения принятия пакетов.
Но при плохом качестве линий не все пакеты дошли до адресата.
По результатам проведенной работы протокол TCP не эффективен в качественных сетях. Так как при одинаковом результате передачи информации он потратил гораздо больше времени и ресурсов сети.
В условиях некачественной физической линии использование TCP протоколов явно предпочтительнее, так как потерявшиеся пакеты пересылаются поновой и в конечном счете доходят до адресата.
Таким образом, применение TCP оправдано, в случае если решающим показателем является надежность передачи данных. А применение UDP в тех случаях, если решающей является скорость передачи, и данные могут быстро устаревать.
Кроме того, видно, что при применении UDP сеть начинает удовлетворять семипроцентному критерию по потере пакетов при коэффициенте пропускания между узлами HUB1 и R1 не менее 95%. Если использовать TCP, то критерий по потере пакетов удовлетворяется при коэффициенте пропускания между узлами HUB1 и R1 в интервале (65 .. 88).