吉比特無源光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)測速不達標問題探討

中國電信股份有限公司江蘇分公司操作維護中心數(shù)據(jù)傳輸維護部 劉玉東

本次測速采用江蘇電信公司測速網(wǎng)站系統(tǒng)進行下載測試，該系統(tǒng)的測速原理是基于TCP（傳輸控制協(xié)議）設(shè)計。

1 基于TCP的下載協(xié)議及下載特點

TCP下載大文件時，需要把大文件切割為一系列報文段進行發(fā)送。一個TCP連接建立需要3次握手，在連接建立的時候就確認了連接雙方的最大報文段，數(shù)據(jù)在options字段中。而TCP又是承載在以太網(wǎng)上傳輸?shù)模蕴W(wǎng)最大幀長為1518byte，去除以太網(wǎng)幀頭及校驗，以太網(wǎng)幀的凈荷為1500byte。IP報文頭最小字節(jié)數(shù)為20byte，TCP報文頭最小字節(jié)數(shù)為20byte，TCP報文最大凈荷就為1460byte了。一般TCP連接協(xié)商的最大報文段就是1460byte，實際也協(xié)商為1460byte。

TCP下載的特點：

TCP進行數(shù)據(jù)傳輸時會進行自己的流量控制，流量控制可以從發(fā)送方和接收方兩個方面。在數(shù)據(jù)接收方控制數(shù)據(jù)傳輸流量的重要手段就是滑動窗口的值，此值反映的也是TCP能夠接收緩沖區(qū)的大小。數(shù)據(jù)接收方通過此值告知發(fā)送方自己的接收緩沖區(qū)大小，讓發(fā)送方根據(jù)此值調(diào)整發(fā)送策略。

2 下載測試

某用戶測試GPON（吉比特無源光網(wǎng)絡(luò)）下載速率，見圖1，做了 60 Mb/s、40 Mb/s、20 Mb/s、10 Mb/s四組數(shù)據(jù)的測試，發(fā)現(xiàn)在使用60 Mb/s的測試的情況下，下載速度只有32 Mb/s左右，未能達標（承諾帶寬的80%）。

用戶在上網(wǎng)時經(jīng)常會遇到此類網(wǎng)速慢的問題，導致這種狀況的原因很多，裝維人員首先要主動找出網(wǎng)絡(luò)瓶頸是發(fā)生在端到端網(wǎng)絡(luò)中的哪一個環(huán)節(jié)，這才是至關(guān)重要的一步，同時也為最終解決問題提供了捷徑。Internet之所以復雜，就是因為端到端的連接中間經(jīng)過了無數(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而每一個設(shè)備節(jié)點的設(shè)置或則本身設(shè)備性能的問題，都可能導致網(wǎng)絡(luò)瓶頸。所以找出網(wǎng)絡(luò)瓶頸才是我們首先要關(guān)注的。

我們可以這么設(shè)想：一個立交橋上的車流量，是由這個立交橋上的入口處決定的。也就是說，入口每分鐘能通過多少輛車，在立交橋中間不出事故的情況下，那么出口也就是這么多的車流量，而我們也可以通過這個思路來驗證在接入網(wǎng)OLT（光纖線路終端）這個層面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)沒有問題。

通過在華為OLT設(shè)備上反復查看命令的輸出MA5680T（config-if-giu-0/17）#displayporttraffic 0，可以發(fā)現(xiàn)輸出信息中“Thereceived traffic of thisport（octets/s）”提示上行口上在開放60Mb/s下載帶寬的時候，只收到了32Mb/s的數(shù)據(jù)流：

MA5680T（config-if-giu-0/17）#displayporttraffic 0，

traffic of this port(octets/s)=4051330，

Downstream:40513.30KB/s×8=32426.4 Mb/s，達到上行口的報文流量就只有32 Mb/s。

證明數(shù)據(jù)流在達到MA5680T設(shè)備的上行口之前就已經(jīng)丟包或則被限制了帶寬。這就證明了網(wǎng)絡(luò)的瓶頸不在OLT設(shè)備上，是上層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者是測速server問題造成的。

按照相同思路，排除ONU（光纖網(wǎng)絡(luò)單元）丟包的可能性，那么就要把疑點鎖定在兩端。如前文所述，江蘇電信測速網(wǎng)站是基于C/S（客戶機/服務(wù)器）模型，測速原理也是基于TCP的應用層的協(xié)議，由于本身協(xié)議的特點，測速服務(wù)器的緩沖區(qū)必須針對不同的下載帶寬來設(shè)置不同的值，才能達到預期的下載數(shù)值。

通過針對開放60Mb/s的下載帶寬，在測速服務(wù)器上設(shè)置不同的緩沖區(qū)數(shù)值。經(jīng)過反復測試，將緩沖區(qū)數(shù)值從10240 byte修改成6144 byte后，用戶PC（個人計算機）端的平均下載速率可以達到56548.08 Mb/s。

3 結(jié)論

測速網(wǎng)站測速是一個端到端的處理過程。下載速率涉及到端到端整個業(yè)務(wù)流程的每個環(huán)節(jié)，包括了測速服務(wù)器和用戶終端的硬件性能，傳輸線路的帶寬和時延，TCP的算法（包括發(fā)送緩沖區(qū)大小），用戶端的算法（包括滑動窗口大小）。本文提到的就是由于測速服務(wù)器的發(fā)送緩沖區(qū)大小設(shè)置不正確而導致用戶端下載速率不達標的問題。

后續(xù)碰到這種問題時，建議在測速服務(wù)器上按照不同的下載帶寬設(shè)置對應的緩沖區(qū)數(shù)值來解決，推薦緩沖區(qū)與帶寬的值按照1∶1280即6144 byte∶60×1024×1024 byte/8的比例來設(shè)置。

由此可見，對于高帶寬用戶（GPON業(yè)務(wù)）只有在測速服務(wù)器上針對不同的下載帶寬設(shè)置相應的緩沖區(qū)數(shù)值，才能保證用戶下載帶寬達標。