什麼是RTT(往返時間)

Round-Trip Time的縮寫。從送出資料到其回應返回為止的時間,包含訊號傳遞距離所需的時間,以及途中設備的處理與排隊等待的時間。用於計算TCP的重傳逾時,以及估算建立連線所需的時間(往返次數×RTT),可用ping量測。光在光纖中約以每秒20萬公里前進,因此相距1,000 km時,光是往返就約需10 ms。

日文名稱: RTT(往復遅延時間)

「RTT(往返時間)」出現在3領域的9道練習題中(電腦網路基礎, Web技術基礎, 密碼學基礎與應用等)。

這個名詞所屬的領域: 電腦網路基礎

練習RTT(往返時間)的題目

以HTTPS(在TCP之上的TLS 1.3)重新連線到RTT(往返時間)為100 ms的Web伺服器,從送出第一個請求到開始收到回應,所需時間最接近下列何者?假設DNS名稱解析已完成,並忽略伺服器的處理時間與資料的傳輸時間。

  1. A約100 ms
  2. B約300 ms
  3. C約200 ms
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正確答案:B. 約300 ms

首先,TCP的三向交握需要1個往返(用戶端可以把TLS的第一則訊息與最後的ACK一起送出)。接著TLS 1.3的交握需要1個往返,之後HTTP的請求與回應再需要1個往返,合計3個往返,即 3 × 100 = 300 ms。TLS 1.2的金鑰交換需要2個往返,因此共4個往返,為400 ms。這段等待時間取決於RTT的次數,而RTT由距離決定,因此即使增加線路頻寬也不會縮短。HTTP/3使用的QUIC把傳輸層與加密的交握合併為1個往返,重新連線時還提供在第一次往返就傳送資料的方法(0-RTT)。

某TCP連線的接收視窗固定為65536位元組,RTT為10 ms,線路頻寬足夠大且沒有遺失。此連線可得到的傳輸量上限最接近下列何者?

  1. A約52 Mbps
  2. B約6.6 Mbps
  3. C約524 Mbps
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正確答案:A. 約52 Mbps

在視窗控制下,在ACK回來之前的一個往返(RTT)內,最多只能傳送一個視窗的量。因此傳輸量的上限為 視窗 ÷ RTT = 65536位元組 × 8 ÷ 0.01 s ≈ 52.4 Mbps(約52 Mbps),即使線路是1 Gbps也不會更高。要用滿高速且距離遠的線路,視窗必須至少等於頻寬與RTT的乘積(頻寬延遲乘積)。例如1 Gbps、RTT 10 ms時為 10^9 × 0.01 = 10^7 位元 = 1.25 MB。TCP標頭的視窗欄位為16位元,最大為65535位元組,但可用視窗縮放選項加大。

解析中的「RTT(往返時間)」

出現「RTT(往返時間)」的題目(9題)

  1. 以HTTPS(在TCP之上的TLS 1.3)重新連線到RTT(往返時間)為100 ms的Web伺服器,從送出第一個請求到開始收到回應,所需時間最接近下列何者?假設DNS名稱解析已完成,並忽略伺服器的處理時間與資料的傳輸時間。
  2. 某TCP連線的接收視窗固定為65536位元組,RTT為10 ms,線路頻寬足夠大且沒有遺失。此連線可得到的傳輸量上限最接近下列何者?
  3. 在RTT為50 ms、頻寬為100 Mbps的線路上,以收完前一個回應後才送出下一個的方式,重複100次會收到10 KB回應的請求。所需時間最接近下列何者?每次的時間設為RTT加上回應的傳輸時間(資料量÷頻寬),1 KB = 1000位元組,並忽略伺服器的處理時間。
  4. 從RTT為40 ms的Web伺服器,依序一個一個取得1個HTML以及它所參照的4張影像。假設建立TCP連線需要1個往返,每次請求與回應需要1個往返,並且不考慮資料的傳輸時間、伺服器的處理時間、TLS以及連線的中斷。每個物件都建立新TCP連線的情況,與重複使用一條TCP連線(持續連線)的情況,所需時間的差為下列何者?
  5. 把1.5 MB的文字資料以gzip壓縮為3分之1的大小後傳送。頻寬為10 Mbps、RTT為100 ms,在開始傳送資料之前,TCP連線、TLS交握、HTTP請求合計需要3個往返。假設1 MB = 10^6 位元組,並忽略壓縮與解壓縮的時間、標頭,以及TCP壅塞控制造成的等待。到接收完資料為止的時間,最接近下列何者?
  6. 關於TLS 1.3的0-RTT(使用先前連線取得的預先共用金鑰,把「早期資料」與第一則訊息一起傳送的方法)的注意事項,正確的是下列何者?
  7. 在建立TCP連線的三向交握中,交換封包的順序下列何者正確?
  8. TCP的傳送端判斷區段遺失而重傳的時機,下列何者正確?
  9. TLS 1.3(RFC 8446)相對於TLS 1.2的變更,正確的是下列何者?

相關名詞

TCP(傳輸控制協定) TLS HTTP(超文字傳輸協定) 三向交握 前向保密 封包 HTTPS DNS(網域名稱系統) QUIC 壅塞控制

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