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又一個 TCP BBR 的測試結果

TCP BBRGoogle 發表的 TCP congestion control 演算法,是一個純伺服器端就能夠改善 TCP 壅塞處理的機制。在 Linux Kernel 4.9 之後被納入了。

Spotify 有大量資料要傳到使用者端 (像是音檔),剛好是 TCP BBR 改善的對象之一,實際測試後得到了很不錯的改善數據:「Smoother Streaming with BBR」。

Spotify 公佈的資料沒有提到平台,所以先稍微了解一下他的音質,也就是「Audio settings」這篇。

在 Desktop 是 160kbps/320kbps Ogg (Standard/HQ)。在 Web Player 則是 128kbps/256kbps AAC (Standard/HQ)。

行動平台部份比較複雜,在 iOS 上是 96kbps/160kbps/256kbps Ogg (Normal/High/Extreme),另外有 Automatic 自動調整的設定。在 Android 平台則是 24kbps HE-AACv2 (Low) 與 96kbps/160kbps/320kbps Ogg (Normal/High/Very high) 以及 Automatic。

而最後 Chromecast 則是 128kbps/256kbps (Standard/Premium)。

測試時可以發現 shutter (指跟不上播放速度) 的情況降低了 6%~10%,而且下載速度增加了 5%~7% (對於慢速的裝置改善更多,10%~15%):

Taking daily averages, stutter decreased 6-10% for the BBR group. Bandwidth increased by 10-15% for the slower download cohorts, and by 5-7% for the median. There was no difference in latency between groups.

而各地區的差異也可以看出來改善很多:

另外他們在測試時,剛好遇到秘魯的機房連外發生問題,結果意外發現 BBR 還是可以穩定在這種網路環境下運作:

In Peru, the non-BBR group saw a 400-500% increase in stutter. In the BBR group, stutter only increased 30-50%.

In this scenario, the BBR group had 4x bandwidth for slower downloads (the 10th percentile), 2x higher median bandwidth, and 5x less stutter!

Ubuntu 18.04 上可以直接設定 BBR,在 Ubuntu 16.04 則可以參考「Ubuntu 16.04 用 speedtest-cli 測試 TCP BBR 效能」這篇的方式升級 kernel 後設定 BBR。

Google 研發出的 BBR: Congestion-Based Congestion Control

Google 針對 TCP 的 congestion control 研究出了新的方法,是個純 sender-side 的演匴法,可以讓現有的 internet 直接換上去使用:「[net-next,14/14] tcp_bbr: add BBR congestion control」。

在 long-lived TCP connection 愈來愈普及後 (像是 HTTP/2),TCP 連線的最佳化可以用統計模型來計算,這也就是 BBR 的想法:

In a nutshell, BBR creates an explicit model of the network pipe by sequentially probing the bottleneck bandwidth and RTT. On the arrival of each ACK, BBR derives the current delivery rate of the last round trip, and feeds it through a windowed max-filter to estimate the bottleneck bandwidth. Conversely it uses a windowed min-filter to estimate the round trip propagation delay. The max-filtered bandwidth and min-filtered RTT estimates form BBR's model of the network pipe.

不過 QUIC 不是也開始有進展了嗎?(參考「Google Chrome 52 預設開啟了更快的 QUIC (被戲稱為 TCP/2)」這篇)

感覺 QUIC 解決的比較徹底,不過 443/udp 的 firewall 問題的確也是個需要時間解決的課題...

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