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Programación

Calculadora del Caudal TCP (Fórmula de Mathis: Pérdidas y Tiempo de Ida y Vuelta)

Lo máximo que puede transportar una conexión TCP normal para un tiempo de ida y vuelta, tamaño de segmento y tasa de pérdida dados, y la pérdida que haría falta para un caudal deseado.

Resultados

Techo de caudal de una conexión 9,05 Mbit/s
Segmentos por segundo 775 /s
Ventana media en tránsito 56,5 kB
Tasa de pérdida que permitiría ese caudal 0,00082 %
Cómo varía
Techo de caudal de una conexiónTasa de pérdida de paquetes 0,01 – 1,00. Techo de caudal de una conexión: 28,61 → 2,861Techo de caudal de una conexión01020300,200,400,600,801,00Tasa de pérdida de paquetes (%)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

Una conexión TCP que sufre pérdidas reduce su velocidad a la mitad cada vez y luego vuelve a subir despacio, así que la velocidad media depende de la pérdida y del tiempo de ida y vuelta, no de lo rápido que sea el enlace. Con 100 ms de retardo y un 0,1 % de pérdida, un enlace de 1 Gbit/s da a una conexión clásica solo unos 4,5 Mbit/s. La mitad de retardo duplica el techo; reducir la pérdida 100 veces lo multiplica por 10. La fórmula es una estimación por exceso para pérdidas aleatorias constantes; CUBIC, BBR y las conexiones en paralelo lo hacen mejor.

Fórmula

rate ≤ (MSS ÷ RTT) × C ÷ √p with C = √(3/2) ≈ 1.22 (ACK every segment) or √(3/4) ≈ 0.87 (delayed ACKs) (Mathis et al.)

Variables

SímboloSignificadoUnidad
msTamaño máximo del segmento (MSS)bytes
rtTiempo de ida y vueltams
loTasa de pérdida de paquetes%
akEl receptor confirma—
tgCaudal que quiere alcanzarMbit/s
THTecho de caudal de una conexiónMbit/s
PPSegmentos por segundo/s
WNVentana media en tránsitokB
NLTasa de pérdida que permitiría ese caudal%

Ejemplo resuelto

  • Tamaño máximo del segmento (MSS)1460 bytes
  • Tiempo de ida y vuelta50 ms
  • Tasa de pérdida de paquetes0,1 %
  • El receptor confirma1
  • Caudal que quiere alcanzar100 Mbit/s
  • Techo de caudal de una conexión9,05 Mbit/s
  • Segmentos por segundo775 /s
  • Ventana media en tránsito56,5 kB
  • Tasa de pérdida que permitiría ese caudal0,00082 %

Limitaciones

  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
  • El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.