そのため、接続ごとに転送されるデータ量が帯域幅に与える影響を調べるために、TCP のベンチマークを行っています。そこで、必要なものを測定するために C でサーバーとクライアントを作成しました。次に、Python スクリプトを使用して実験を何度も実行しました (精度を +/- 1% にするために、100 秒間テストを実行しました。データの各ポイントについて、適切な平均を得るために実験を 33 回実行しました)。さまざまな入力を行い、結果を収集します。
私が得た結果は、帯域幅が本来あるべきものの 10% にすぎないことを除いて、ほぼ正しいように思えます (接続ごとに転送されるデータ量が多い場合に予想されるプラトーを観察することさえできます)。
このベンチマークを実行するために 1 台のコンピューターにしかアクセスできないため、localhost でテストを行っていますが、問題にはなりません。
ここに私の結果があります：
ご覧のとおり、取得できる最高の帯域幅は 300 MB/秒を少し超えているようです...しかし、iperf で帯域幅テストを実行すると (同じ TCP ウィンドウ サイズを使用するようにしました)、localhost で約 3 GB/秒の帯域幅を取得します。
これが私のクライアントのコードです：
int main(int argc, char const *argv[])
{
unsigned int size;
unsigned int timeout;
int sockfd;
struct sockaddr_in server_addr;
if(argc < 4 || argc > 5 ){
usage();
exit(1);
}
const char * ip = "127.0.0.1";
ip = argv[3];
int port = PORT;
if(argc == 5) {
port = atoi(argv[4]);
}
size = atoi(argv[1]);
timeout = atoi(argv[2]);
unsigned int count = 0;
struct timespec start, end;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &start);
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &end);
while((end.tv_sec - start.tv_sec) < timeout) {
// socket create and varification
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == -1) {
perror("Could not create socket\n");
exit(0);
}
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
// assign IP, PORT of the server
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
server_addr.sin_port = htons(port);
// connect the client socket to server socket
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) != 0) {
perror("connection with the server failed");
exit(1);
}
unsigned int nread = 0;
unsigned int nreadcum = 0;
char* buf = malloc(size);
char* bufbuf = buf;
while(nreadcum < size){
nread = read(sockfd, bufbuf, size-nreadcum);
nreadcum += nread;
bufbuf+=nread;
}
// close connection
close(sockfd);
count++;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &end);
free(buf);
}
uint64_t sec = (end.tv_sec - start.tv_sec);
double bandwidth = (count*size)/sec;
printf("%u,%lf,%u,%lu\n", size, bandwidth, count, sec);
return 0;
}
そして、ここに私のサーバーのコードがあります:
int serv_sock_fd;
int main(int argc, char const *argv[])
{
int size;
struct sockaddr_in serv_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int bound_port;
if(argc != 2){
usage();
exit(1);
}
size = atoi(argv[1]);
int serv_sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
int true = 1;
setsockopt(serv_sock_fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&true,sizeof(int));
if(serv_sock_fd == -1) {
perror("Failed to open server socket");
exit(1);
}
bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
// Bind socket to the chosen port
if ((bound_port = bind(serv_sock_fd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr))) <0){
perror("Could not bind socket to local port");
exit(1);
}
// Listen on the port
if (listen(serv_sock_fd, 16))
{
perror("Could not listen");
exit(1);
}
signal(SIGINT, sigint_handler);
printf("Waiting for connection on %d ...\n", PORT);
int returned = 1;
while(returned) {
printf(".\n");
int new_socket_fd;
unsigned int client_addr_len = sizeof(client_addr);
if ((new_socket_fd = accept(serv_sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr,
&client_addr_len))<0) {
perror("Could not accept client connection");
exit(1);
}
printf("connection received, start sending ... ");
char * payload = sequence_payload(size);
returned = write(new_socket_fd, payload, size);
printf("finished sending\n");
printf("Returned value = %d\n", returned);
close(new_socket_fd);
free(payload);
}
close(serv_sock_fd);
return 0;
}
char * sequence_payload(int size) {
char * payload = malloc(size);
for (int i = 0; i < size; i++)
{
payload[i] = i%256;
}
return payload;
}
基本的に私のコードが行っていることは次のとおりです。
- サーバーの場合: クライアントが接続するのを待ち、必要なサイズのダミー ペイロードを送信し、そのクライアントへの接続を閉じます。これを繰り返します。
- クライアントの場合：サーバーへの接続を開き、サーバーが接続を閉じるまでサーバーが送信しているものを読み取り、決定されたタイムアウトに達するまで繰り返します。
帯域幅を計算するには、 を実行するだけです(number_of_connections_completed * size_transferred_by_connection) / duration_of_all_transfers。Cでオーバーフローが発生しないように、Pythonを使用して帯域幅を計算します。
TLDR:私の C プログラムで得られる帯域幅は、localhost の帯域幅の 10 分の 1 です。その問題の原因は何ですか？