Ookla speedtest και VDSL2 overhead

[malakudi]

Ήρθε η ώρα να αναλύσουμε μαθηματικά την πραγματική απόδοση μιας VDSL2 και κατά πόσο το ookla speedtest μετράει αξιόπιστα.

Με το PTM έχουμε μεταφορά ethernet πακέτων με ένα vlan tag, δηλαδή 1522 bytes. Επίσης έχουμε ένα start byte, ένα end byte και 2 bytes PTM TC-CRC. Σε αυτά εφαρμόζεται 64/65-octet encapsulation όπως ορίζεται στο Annex N του ITU-T G.992.3
1522+1+1+2=1526*65/64 => 1549,84375 bytes κατά μέσο όρο.

Εδώ πρέπει να αναφέρουμε πως αν δεν ακολουθεί άλλο ethernet frame, το τελευταίο PTM packet περιέχει idle bytes. Αν όμως ακολουθούν άλλα ethernet frames, αυτά συνεχίζουν στο ίδιο PTM packet, με ένα νέο start byte. Έτσι δε πρέπει να έχουμε ακέραιο αριθμό από 64 byte segments (κάτι που θα ανέβαζε το συνολικό πακέτο στα 1526/64=>23,84=>24*65=1560 bytes). Κάτι που επιβεβαιώνεται και από τις μετρήσεις όπως θα διαβάσετε παρακάτω.

Συνεπώς για κάθε 1549,84375 bytes έχουμε 1492 bytes ωφέλιμα (1500 - 8 bytes pppoe). Από κει και πέρα έχουμε:
- Αν μιλάμε για TCP IPv4, έχουμε 1452 ωφέλιμα bytes ενώ αν χρησιμοποιούμε τον TCP timestamps header, χάνουμε άλλα 12 bytes και πέφτουμε στα 1440.
- Αν μιλάμε για TCP IPv6, έχουμε 1432 ωφέλιμα bytes ενώ αν χρησιμοποιούμε τον TCP timestamps header, χάνουμε άλλα 12 bytes και πέφτουμε στα 1420.

Έτσι, σε ένα κλασικό συγχρονισμό 49999 (για 50ρη), έχουμε:
49999/1549,84375*1420 = 45810,15 kbps ή 45,81 mbps για την χειρότερη περίπτωση (ipv6 tcp + timestamps)
49999/1549,84375*1452 = 46842,49 kbps ή 46,84 mbps για την καλύτερη περίπτωση (ipv4 tcp χωρίς timestamps)

Ενώ σε ένα κλασικό συγχρονισμό 99999 (για 100ρη), έχουμε:
99999/1549,84375*1420 = 91621,22 kbps ή 91,62 mbps για την χειρότερη περίπτωση (ipv6 tcp + timestamps)
99999/1549,84375*1452 = 93685,93 kbps ή 93,69 mbps για την καλύτερη περίπτωση (ipv4 tcp χωρίς timestamps)

Τέλος, για το upload 9997 έχουμε:
9997/1549,84375*1420 = 9159,47 kbps ή 9,16 mbps για την χειρότερη περίπτωση (ipv6 tcp + timestamps)
9997/1549,84375*1452 = 9365,87 kbps ή 9,37 mbps για την καλύτερη περίπτωση (ipv4 tcp χωρίς timestamps)

Στην πράξη το ookla speedtest εμφανίζει και λίγο μεγαλύτερα νούμερα από τα θεωρητικά μέγιστα, ενδεχομένως έχει κάποιο rounding error γιατί τα νούμερα αυτά επιβεβαιώθηκαν επακριβώς σε linux router ενώ με wireshark επιβεβαιώθηκε και το μέγιστο payload σε κάθε περίπτωση.



Συγκεκριμένα, στο παραπάνω test που ήταν με tcp ipv4 χωρίς timestamps, μετρήθηκε 96267 kbps σε επίπεδο ppp και 1452 bytes payload παρατηρήθηκαν στο wireshark.
99999/1549,84375*1492 = 96266,8 => συμφωνεί δηλαδή απόλυτα με ότι μετρήσαμε στο ppp interface.
96267 /1492 * 1452 => 93686 kbps ή 93,69 mbps. Όμως το ookla speedtest έδειξε 93,91 το οποίο είναι λάθος κατά 0,2%

[globalnoise]

malakudi,

Όπως τότε, έτσι και τώρα, εξαιρετική ανάλυση για το overhead.

Τσέκαρε αυτό:

Ποιοι πάροχοι υποστηρίζουν PPPoE Baby Jumbo Frames (MTU 1508)?

[deniSun]

Ωραία ανάλυση.

[lghikas]

Όντως πολύ καλή ανάλυση.

Θα ήθελα πάνω σε αυτό να βρω μία βοήθεια ή επεξήγηση στο εάν κάνω κάπου λάθος εγώ ή απλά όντως ο πάροχος κάνει διαμεσολάβηση μέσω του τελευταίου άκρου πριν την IP μου και μου κόβει (κάνει ματσακωνιές) με το MTU ή ακόμη αν κάνει απλά MSS clamping (που δεν το νομίζω) ή χάνονται πακέτα για ανεξήγητο λόγο.

Ίσως ανοίξω άλλο θέμα όμως, ή στο broadband ή στο mikrotik, καθώς αφορά σύνδεση LTE με το LTE12 -> COSMOTE ->apn:internet|apn:vpn-internet κτλ

αχχχ, ενώ έχω φτάσει στο σημείο να λειτουργούν όλα καλά, μου λείπει αυτό το να "ήξερα" για πιο λόγο δεν έχω το τέλειο στη γραμμή, από MTU 1500 δουλεύει στο 1380 ή στο 1328