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Il segreto della congestione: perché il traffico di rete provoca la perdita di pacchetti?
Con l'avvento dell'era digitale, la frequenza dell'utilizzo di Internet è aumentata, portando a una rapida crescita del traffico di dati.In questa situazione, il problema della perdita di pacchetti ha attirato sempre più attenzione.La perdita di pacchetti si riferisce al fallimento di alcuni pacchetti di raggiungere la destinazione durante la trasmissione.
La perdita di pacchetti influenzerà l'esperienza dell'utente in applicazioni in tempo reale come la riproduzione in streaming dei media e i giochi online.
Qual è il motivo della perdita di pacchetti?Il nucleo di questo problema risiede nei principi operativi della rete.Internet Protocol (IP) adotta un principio terminale-terminale, con l'obiettivo di fornire uno sforzo ottimale per mantenere semplice il processo di implementazione del router.Se la rete deve garantire una trasmissione affidabile da sola, ogni router dovrà occupare un sacco di spazio di archiviazione aggiuntivo per garantire che ciascun nodo riceva correttamente il pacchetto.
Inoltre, in alcuni casi, come la trasmissione di contenuti culturali istantanei, è più importante trasmettere rapidamente pacchetti recenti che attendere i pacchetti obsoleti per lungo tempo.Ciò fa sì che molti router scelgano di ignorare la trasmissione di pacchetti di dati in ambienti di rete ad alto traffico, risultando nel verificarsi della perdita.
Il fenomeno della perdita di pacchetti è come inviare un segnale implicito al mittente, dicendo loro che la rete è in cattive condizioni e suggerendo che riducono l'utilizzo della larghezza di banda.
Fattori che influenzano la perdita di pacchetti
La perdita di pacchetti sarà influenzata da una varietà di fattori, la più significativa dei quali è la congestione della rete.Quando un router o una sezione di rete riceve continuamente informazioni oltre la sua capacità di elaborazione, ciò porterà inevitabilmente a scartare alcuni pacchetti.Questo fenomeno è particolarmente noto come collo di bottiglia in alcune circostanze speciali e sarà più ovvio.
L'ambiente delle reti wireless è ancora più variabile.Anche in un ambiente di rete teoricamente ottimizzato, i risultati della trasmissione wireless sono spesso difficili da soddisfare gli standard ideali.
"TCP è progettato in modo che le velocità di trasmissione spesso non riescano a raggiungere il loro valore teorico su reti wireless."
L'impatto della perdita di pacchetti
La perdita di pacchetti porta direttamente a una riduzione dell'efficienza della trasmissione della rete.Ad esempio, in alcuni protocolli, quando i pacchetti vengono persi, il mittente ridurrà automaticamente la velocità di trasmissione per evitare ulteriori colli di bottiglia.A volte questi pacchetti mancanti devono essere risentiti per ricollegamento, il che può causare ritardi e consumare un'ulteriore larghezza di banda.
Vale la pena notare che il tasso di perdita di pacchetti accettabile varia a seconda del tipo di dati.Ad esempio, nelle chiamate VoIP, perdere uno o due pacchetti al minuto ha un impatto limitato sulla qualità delle chiamate, ma se la perdita si arrampica dal 5% al 10%, influirà in modo significativo sulla qualità delle chiamate.
"Per la trasmissione di flussi audio o video, la perdita di pacchetti è generalmente considerata buona."
Come rilevare e diagnosticare la perdita di pacchetti
Per gestire efficacemente la perdita di pacchetti di dati, i gestori di rete si basano spesso su vari strumenti e protocolli.Tra questi, il protocollo di informazioni di controllo di Internet (ICMP) fornisce un meccanismo di risposta per rilevare le condizioni di perdita inviando pacchetti di dati speciali.Strumenti come ping, traceroute, ecc. Utilizzare questa tecnologia per visualizzare il percorso e misurare il tasso di perdita di ciascun punto di salto.
Inoltre, molti router sono anche dotati di pagine di stato o registri per i proprietari per visualizzare il tasso di perdita per un certo periodo di tempo.Attraverso questi metodi di gestione efficaci, gli amministratori di rete possono cogliere tempestivamente le condizioni di rete e apportare modifiche corrispondenti.
meccanismo di ritrasmissione e strategia di trasmissione affidabile
Secondo il principio end-to-end di Internet, la responsabilità per la ritrasmissione dei dati risiede nell'invio e nella ricezione dei dati.Ciò significa che l'applicazione deve decidere se ritrasmettere il pacchetto perso.I protocolli di trasmissione affidabili come TCP forniscono un meccanismo semplice per garantire la trasmissione affidabile dei dati, in modo che ogni volta che la trasmissione guasta, il ricevitore può richiedere la ritrasmissione di segmenti non confermati.
Tuttavia, anche se TCP si comporta bene sulla ritrasmissione di pacchetti persi, questo processo ridurrà il throughput totale della connessione, poiché il ricevitore deve attendere la ritrasmissione.A differenza del TCP, il protocollo UDP senza connessione non nuovamente ripenserà i pacchetti persi e gli utenti devono affrontare la perdita da soli.
Conclusione
La perdita di pacchetti è una grande sfida nella gestione del traffico di rete e ha un impatto significativo sull'esperienza dell'utente e sull'efficienza delle operazioni di rete.Tuttavia, attraverso strategie di rete ragionevoli e mezzi tecnici, potremmo essere in grado di ridurre efficacemente la perdita di pacchetti.Pensi che, come dovremmo migliorare ulteriormente il problema della perdita di pacchetti nel futuro sviluppo della tecnologia di rete?
