Изменения в сетевом стеке Longhorn Server и Windows Vista, такие как автонастройка окна принимающей стороной (receive-side window autotuning) и новый механизм передачи TCP (Compound TCP speed data transfer), обещают сделать использование сетевых ресурсов более эффективным. И перед тем, как перейти на эти новые ОС, вы должны четко осознавать влияние этих изменений.
Windows Vista, дебютировавшая в январе этого года, и грядущая версия Windows Server под кодовым именем Longhorn, третья бета-версия к которому вышла на прошлой неделе, принесет огромное количество TCP-ориентированных новшеств в платформу Windows.
Однако, обновление операционной системы никогда не проходит без проблем. Перед тем, как проводить развертывание Longhorn или даже Vista, вы должны осознать влияние изменений в новых операционных системах на сетевую производительность.
Кроме усовершенствований в сетевом стеке, возможности Longhorn по управлению стали гораздо более эффективными. Например, параметр QoS (quality of service), управляемый групповыми политиками, позволит распределять потребление пропускной способности Windows. А IPv6, уже доступный и для предыдущих версий Windows, также установлен и включен по умолчанию. Именно эти и некоторые другие изменения в TCP-стеке так существенно влияют на сетевую производительность.
Вперед, Longhorn! Вперед!
Усовершенствования TCP-стека в Vista и Longhorn обещают увеличить сетевую производительность, но это приведет к неминуемому росту использования сети, что в итоге может снизить производительность, так как каждый компьютер в сети будет потреблять всю большую часть полосы пропускания. VoIP (Voice over IP) и другие технологии, весьма чувствительные к времени обработки сетевых запросов, могут приобрести новый смысл с ростом компьютеров с установленной Vista и Longhorn. Эффект горлышка бутылки потеряет актуальность и будет иметь место рост трафика, так как рост пропускной способности означает сокращение времени передачи. И все это заслуги автонастройки окна принимающей стороной.
ОС семейства Windows, предшествующие Vista и Longhorn, имели встроенные ограничители полосы в TCP-стеке в форме фиксированного окна у принимающей стороны. TCP-соединения должны были подтверждать каждый отосланный с одного хоста на другой байт. Приемное окно использоваллось для одновременного подтверждения множества TCP-пакетов вместо того, чтобы подтверждать каждый пакет в отдельности; но текущая реализация подразумевает рост/сокращение размера окна в зависимости от того, насколько быстро принимающая сторона может обрабатывать TCP-пакеты. Максимальная пропускная способность, которая может быть достигнута хостом, управляется именно размером окна и временем отклика. Хост-отправитель будет отправлять столько пакетов, сколько потребуется для заполнения окна, после чего будет ждать подтверждения. Размер окна, по умолчанию используемый в Windows XP и Windows Server 2003, — 65535 байт, что соответствует максималььной пропускной способности соединения с пропускной способностью в 5.2Мбит/сек и временем отклика в 100 миллисекунд.
Если емкость WAN на пределе, никакия оптимизация TCP не поможет — вы либо должны увеличить емкость сети, либо снизить потребление ее ресурсов. Оптимизирующие контроллеры WAN частично основаны на оптимизации TCP, схожих с теми, что используются в Vista и Longhorn; все, что сокращает время отклика, визуально увеличивает производительность, а изменения в Vista и Longhorn действительно увеличивают производительность сети. Тем не менее, преимущества WAN-оптимизации становятся действительно ощутимыми вместе со сжатием данных, благодаря которому количество данных, переданных через WAN, сокращается. Тестирования, проведенные различными производителями , показывают, что сжатие данных может увеличить эффективную пропускную способность WAN до 6 раз. Используемая в Longhorn функция кэширования может заметно снизить сетевой трафик при организации общего доступа в Windows, хотя с другими TCP-приложениями она бесполезна.
Данный параметр в Windows XP и Server 2003 можно изменить через реестр, что позволит включить масштабирование окна, как описано в RFC 1323. В итоге получаем больший размер окна, большую пропускную способность. Однако, присутствует неудобство через реестр, возможны ошибки и размер окна изменяется для всех имеющихся TCP-соединений. В Vista и Longhorn размер окна подстраивается автоматически с целью достичь максимальной пропускной способности для конкретного соединения.
В проведенных нами тестах компьютер на базе Windows Vista имел в два раза большую пропускную способность при загрузке файла с сервера на базе Windows 2003 по сравнению с аналогичным компьютером с установленной Windows XP.
Возвращение CTCP
Еще одним новшеством Longhorn является Microsoft Compound TCP (CTCP), который призван увеличить количество передаваемых за TCP-сессию данных. CTCP увеличивает темп передачи с одновременным контролем размера окна и пропускной способности. Сервер быстрее достигает максимального темпа передачи и также быстрее восстанавливается при потере пакетов. Из-за лицензионного соглашения Longhorn Beta License terms, мы не можем привести цифры, отражающие сетевую производительность Longhorn, но мы можем сказать, что пропускная способность между клиентской Vista и сервером Longhorn значительно выше таковой между сервером на базе Longhorn и клиентким компьютером с любой другой версией Windows.
Для расставления приоритетов в использовании сетевого трафика Microsoft настоятельно рекомендует использовать политики QoS. Настройка QoS не так сложна, как можно подумать; если в вашей организации не используется QoS, то пора начинать. Сложные политики регулирования трафика, как правило, не требуются. Но, как минимум, стоит определить временные и скоростные ограничения по использованию трафика и, согласно им, установить политики. Приложения, крайне чувствительные ко времени отклика, среди которых VoIP, потоковое видео, базы данных и иные корпоративные приложения должны иметь максимальный приоритет. Под передачу файлов и электронную почту можно выделить остатки пропускной способности. Политики QoS могут ограничивать скорость передачи информации хостом и применяются в Vista и Longhorn через QoS Group Policy Object (GPO). Данная функция применяет политики в зависимости от приложений, адресов источника/получателя и портов. GPO применяется к пользователям по мере их подключения к домену.
Перераспределение нагрузок
Еще одним преимуществом нового IP-стека является поддержка Chimney-based TCP/IP и поддержка netDMA. Chimney (с англ. дымоход), являющийся нововведением для Longhorn, позволяет операционной системе переключать IP-стек на карты TOE (TCP Off-load Engine) и iSCSI-адаптеры, которые аппаратным путем обрабатывают TCP/IP. Подобный подход позволяет значительно снизить нагрузку на процессор при выполнении высокоприоритетных сетевых и iSCSI-приложений. Тоже самое касается случая масштабирования принимающей стороны, что позволит входящим пакетам распределяться по различным процессорам. В итоге процессор более не является узким местом сети, которым он был, не успевая обрабатывать запросы.
NetDMA позволяет механизму DMA (Direct Memory Access), используемого в адаптере, выполнять операции копирования, снова освобождая от этой рутины центральный процессор.
Microsoft глубоко интегрировала протокол IPv6 в Vista и Longhorn. Однако, если вы не прибегаете к преимуществам оного, отключайте его. Любые неиспользуемые службы являются причиной проблем и поддержка данного протокола не является исключением. В октябре 2006 года в Microsoft Security Bulletin MS06-064 появилась информация о трех низкоуровневых атаках типа denial-of-service, целью которых был IPv6-стек Windows XP и Windows Server 2003. Причина заключалась во включенном IPv6.
Так что готовясь перейти на Windows Vista и Windows Server Longhorn, знайте, что за сетевыми возможностями новых ОС будущее: преимущества демонстрируемых ими технологий очевидны. Оставайтесь в курсе.
Источник: http://www.networkcomputing.com
Tags: qos, tun, voip, Windows Vista, Windows XP