5.4. TCP ウィンドウのスケーリング

Red Hat Enterprise Linux でデフォルトで有効になっている TCP ウィンドウスケーリング機能は、スループットを大幅に向上させる TCP プロトコルの拡張機能です。

たとえば、ラウンドトリップ時間 (RTT) が 1.5 ミリ秒の 1 Gbps 接続の場合、次のようになります。

TCP が提供する機能の 1 つはフロー制御です。フロー制御を使用すると、送信者は受信者が受信可能な量のデータを送信できますが、それ以上のデータは送信できません。これを達成するために、受信者は、送信者が送信できるデータの量である window 値をアドバタイズします。

TCP は当初、最大 64 KiB のウィンドウサイズをサポートしていましたが、帯域幅遅延積 (BDP) が高い場合、送信者が一度に 64 KiB を超えるサイズを送信できないため、この値が制限となります。高速接続では、一度に 64 KiB をはるかに超えるデータを転送できます。たとえば、システム間の遅延が 1 ms の 10 Gbps リンクでは、一度に 1 MiB を超えるデータが転送される可能性があります。ホストが 64 KiB のみを送信し、他のホストがその 64 KiB を受信するまで一時停止する場合、非効率的になります。

このボトルネックを解消するために、TCP ウィンドウスケーリング拡張機能を使用すると、TCP ウィンドウ値を左算術シフトしてウィンドウサイズを 64 KiB を超えて増やすことができます。たとえば、最大ウィンドウ値 65535 は左に 7 桁シフトし、ウィンドウサイズは 8 MiB 近くになります。これにより、一度により多くのデータを転送できるようになります。

TCP ウィンドウスケーリングは、すべての TCP 接続を開く 3 ウェイ TCP ハンドシェイク中にネゴシエートされます。この機能が動作するには、送信者と受信者の両方が TCP ウィンドウスケーリングをサポートしている必要があります。参加者の一方または両方がハンドシェイクでウィンドウスケーリング機能をアドバタイズしない場合、接続は元の 16 ビット TCP ウィンドウサイズの使用に戻ります。

デフォルトでは、TCP ウィンドウスケーリングは Red Hat Enterprise Linux で有効になっています。

# sysctl net.ipv4.tcp_window_scaling
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1

サーバー上で TCP ウィンドウスケーリングが無効 (0) になっている場合は、設定した際と同じ方法で設定を元に戻します。