Лабораторная № 4

Агенство по образованию РФ

СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

Кафедра МО ЭВМ

Лабораторная работа № 4

Транспортный уровень: сравнение протоколов TCP и UDP

Выполнил студент

группы 4351

Кузьменко А.

Санкт-Петербург

2007

Лабораторная работа № 4.

Транспортный уровень: сравнение протоколов TCP и UDP

Цель: произвести анализ производительности протоколов TCP и UDP для заданнной конфигурации сети и на основании полученных результатов сделать заключение о том, какой протокол предпочтительнее использовать.

Выполнение задания.

Схема сети:

Коэффициент прохождения пакетов между узлами Hub2 и R1 – 55, между остальными узлами – 100. Обозначения: К1 – Station1, K2 – Remote1, K3 – Station2.

1. Протестировать отправку по UDP и ТСP 20 сообщений с К1 на К3. Объяснить, анализируя вывод програмы, какой протокол выгоднее использовать с точки зрения скорости доставки информации.

Запустим UDP-сервер на узле K3, выбрав в качестве прслушиваемого порт 2. Затем отправим 20 сообщений «hjk» на К3 (ip-адрес 192.168.1.1, порт 2) c К1 через UDP-приложение. Просмотрев статистику узла К3 увидим, что он получил 20 UDP дейтаграмм и отправил 20 UDP дейтаграмм, то есть информация не была потеряна. Время соединения – 16 мс.

Запустим TCP-сервер на узле K3, выбрав в качестве прслушиваемого порт 5. Затем отправим 20 сообщений «dfg» на К3 (ip-адрес 192.168.1.1, порт 5) c К1 через TCP-приложение. Просмотрев статистику узла К3 увидим, что он получил 22 TCP-сегмента, отправил 43 TCP-сегмента, в том числе 22 подтверждения, а узел K1 получил 22 TCP-сегмента, отправил 44 TCP-сегмента, в том числе 22 подтверждения,то есть информация не была потеряна. Время соединения – 62 мс.

По результатам тестирования видно, что при хорошем качестве линий (между узлами, передающими и принимающими сообщения) предпочтительне использовать UDP-приложение, так как время соединения для него меньше, чем время соединения с использованием TCP-сервера (в данном примере почти в 4 раза) при нулевом проценте потерь для обоих протоколов. Такой результат закномарен, так как приложение UDP не тратит время на надежное установление и завершение связи, а также на подтверждения доставки пакетов, в отличие от протокола TCP.

2. Протестировать отправку по UDP и ТСP 20 сообщений с К2 на К1. Объяснить, анализируя вывод програмы, какой протокол выгоднее использовать с точки зрения надежности доставки информации.

Запустим UDP-сервер на узле K1, выбрав в качестве прслушиваемого порт 1. Затем отправим 20 сообщений «zxc» на К1 (ip-адрес 192.168.1.2, порт 1) c К2 через UDP-приложение. Просмотрев статистику узла К1 увидим, что он получил 12 UDP дейтаграмм и отправил 12 UDP дейтаграмм, а узел K2 получил 6 UDP дейтаграмм и отправил 20 UDP дейтаграмм то есть процент потерь 50-60%, что гораздо больше допустимого (7%). Время соединения – 62 мс.

Запустим TCP-сервер на узле K1, выбрав в качестве прослушиваемого порт 3. Затем отправим 20 сообщений «asd» на К1 (ip-адрес 192.168.1.2, порт 3) c К2 через TCP-приложение. Просмотрев статистику узла К1 увидим, что он получил 9 TCP-сегментов, в том числе 1 дубликат и отправил 27 TCP-сегментов, в том числе 8 подтверждений и 11 дубликатов. Узел K2 получил 12 TCP-сегментов, в том числе 4 дубликата, а отправил 31 TCP-сегмент, в том числе 7 подтверждений и 16 дубликатов. На K1 было закрыто подключение к K2 и обратное подключение тоже было закрыто, так как такое качество соединений не позволяет обмениваться информацией за установленные программой на соединение промежутки времени. Процент потерь около 30 %, что неважно, так как соединение было прервано из-за истечения времени.

3. Определить состояние, при котором сеть начинает удовлетворять требованиям по потерям пакетов, то есть подобрать значение коэффициента пропускания, при которм теряется не более 7% пакетов.

Для допустимого процента потерь при работе UDP-приложения необходим коэффициент пропускания больше 93%. Установим такой процент пропускания для тстирования. Получим следующую статистику для K2: отправлено 20 пакетов, получено 19, то есть коэффициент потерь 5%, что допустимо. Длительность соединения в этом случае 62 мс.

Для допустимого процента потерь при работе TCP-приложения необходим коэффициент пропускания больше 75 - 80%. При этом обеспечивается корректная работа приложения (не прерывается соединение до завершения передачи пакетов), что гарантирует нулевой процент потерь. При коэффициенте пропускания 75% длительность соединения будет равна 13391 мс.

Вывод: при хорошем качестве линий (коэффициент пропускания > 93%) предпочтительнее использовать UDP-протокол, так как он обеспечивает минимальное время соединения для отправки сообщения. При таком качестве линий процент потерь допустим. При худшем качестве линий (от 75-80%) для избежания превышения процентом потерь допустимой величины необходимо использовать TCP-протокол, обеспечивающий пеедачу информации без потерь. Однако время соединения для передачи пакетов через TCP-приложение превышает время для UDP в несколько раз, тем больше, чем хуже качество линий.