インライン TCP の最適化

この章では、次の事項について説明します。

機能の概要と変更履歴

要約データ

該当製品または機能エリア	P-GW
該当プラットフォーム	ASR 5500 VPC - DI VPC - SI
機能のデフォルト	無効：設定が必要
このリリースでの関連する変更点	N/A
関連資料	Command Line Interface Reference P-GW Administration Guide Statistics and Counters Reference

マニュアルの変更履歴


改訂の詳細	リリース
このリリースでは、スループットゲインが引き上げられました。KPI：IP バージョン（IPv4/IPv6）およびアプリケーションプロトコル（HTTP/HTTPS）の個別のカウンタが追加されました。	21.10
このリリースでは、2 つの新しいコマンド（accl-flags と cwnd-gain ）が TCP アクセラレーションプロファイルパラメータの設定に追加されています。これらのコマンドを設定すると、アクセラレーションされた TCP フローのスループットゲインが向上し、フロー途中のプロキシエンゲージメント手順が最適化されます。また、show tcp-acceleration-profile コマンドの出力が更新されました。	21.9.1
インライン TCP 最適化エンジンが強化され、フローの途中で TCP アクセラレーションモジュールを動的に利用するようになりました。	21.9
最初の導入。	21.8

機能説明

インライン TCP 最適化は、TCP 接続の TCP フローのスループットを向上させるためのサービスプロバイダー向けの統合ソリューションです。このソリューションにより、データの転送が高速になり、ユーザーエクスペリエンスが向上します。

インライン TCP 最適化ソリューションは、所定の時間に効率的で最適なスループットを提供する独自のアルゴリズムを使用して TCP フローの高速化を保証します。TCP プロキシはこのソリューションと統合され、TCP 輻輳ウィンドウを監視および制御することで最適なスループットを実現します。

インライン TCP 最適化ソリューションでは、ワイヤレス要件に対応するためのスプリット TCP セッションもサポートされ、既存の他のインラインサービスと同等の機能を提供します。

（注）

最適化は、Gn インターフェイスのダウンリンクデータにのみ適用されます。

インライン TCP 最適化機能はライセンス制御されています。特定のライセンス要件の詳細については、シスコのアカウント担当者にお問い合わせください。ライセンスのインストールと確認の詳細については、『システム管理ガイド』の「ソフトウェア管理操作」の「ライセンスキーの管理」の項を参照してください。

機能の仕組み

TCP 最適化機能には、次の機能が含まれます。

TCP 接続の分割：TCP 接続が 2 つの接続に分割されます。P-GW 内の Gn への接続と Gi への接続に分割されます。接続は P-GW で透過的な方法で分割されるため、UE サーバーと Gi サーバーは分割される接続に対して透過的です。
TCP プロキシにより、これら 2 つの TCP 分割接続でのデータのシームレスな移動が確実になります。
TCP 最適化は、TCP スタックの（UE 側の）Gn インターフェイスに展開されます。P-GW のユーザー空間 TCP スタックが使用されます。
TCP 最適化のためのシスコライブラリ：
- TCP スループットを向上させるように設計されたアルゴリズムを提供します。
- ユーザー空間 TCP スタック（Gn インターフェイス）とのインターフェイスとなり、TCP 接続で発生する適切なイベントについて通知し、それに応じたアクションを実行します。
- シスコライブラリ（TCP 最適化用）と StarOS を統合するための API を提供します。

（注）

TCP アクセラレーションは、TCP フローの開始中（SYN パケットの受信時）に有効になります。後でフローの実行中に無効にすることはできません。

選択された TCP フローのアクセラレーション

インライン TCP 最適化ソリューションは、最も適切な TCP フローを最適化するように設計されています。

次に、アクセラレーションの対象となる TCP フローを選択するいくつかの基準を示します。

フローで確認されるデータの量を根拠とする：しきい値を超えるデータを含むフローがアクセラレーションの対象となります。
TCP アクセラレーションは、スロットリングされた TCP フローに関する特定のシナリオでは回避されます。次に例を示します。
- スロットリングされるように設定された ADC フロー。
- OCS/PCRF によってトリガーされたデータ制限違反により、TCP フローがスロットリングされた。
- スロットリングされているテザリング対象フロー。
GBR/非 GBR を根拠とする：デフォルトベアラーの TCP フローのみが TCP アクセラレーションに適用されます。

（注）

TCP アクセラレーションは、LTE RAT タイプでのみサポートされます。

インライン TCP 最適化の設定

アクティブ課金サービスでの TCP アクセラレーションの有効化

TCP アクセラレーションを有効にするには、次の設定を使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      tcp-acceleration 
      end

注：

tcp-acceleration ：ACS コンフィギュレーションモードで TCP アクセラレーションを有効にします。

トリガーアクションでの TCP アクセラレーションの有効化

TCP アクセラレーションを有効にするには、次の設定を使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      trigger-action trigger_action_name 
         tcp-acceleration profile profile_name 
         end

注：

tcp-acceleration ：ACS トリガーアクションコンフィギュレーションモードで TCP アクセラレーションを有効にします。
profile ：TCP アクセラレーションプロファイルを特定します。profile_name は、1 ～ 63 文字の文字列です。

TCP アクセラレーションプロファイルの設定

TCP アクセラレーションプロファイルを設定するには、次の設定を使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      [ no ] tcp-acceleration-profile profile_name 
      end

注：

tcp-acceleration-profile ：インライン TCP 最適化のための TCP アクセラレーション機能プロファイルを設定します。
no ：TCP アクセラレーションプロファイルを無効にします。

TCP アクセラレーションプロファイルパラメータの設定

TCP アクセラレーションプロファイルパラメータを設定するには、以下のコマンドを使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      [ no ] tcp-acceleration-profile profile_name 
         accl-flags flag_value 
         default accl-flags 
         buffer-size { [ downlink [ 128KB | 256KB | 512KB | 1024KB | 1536KB | 2048KB | 2560KB | 3072KB | 3584KB | 4096KB ] [ uplink [ 128KB | 256KB | 512KB | 1024KB | 1536KB | 2048KB | 2560KB | 3072KB | 3584KB | 4096KB ] ] ] | [ uplink [ 128KB | 256KB | 512KB | 1024KB | 1536KB | 2048KB | 2560KB | 3072KB | 3584KB | 4096KB ] [ downlink [ 128KB | 256KB | 512KB | 1024KB | 1536KB | 2048KB | 2560KB | 3072KB | 3584KB | 4096KB ] ] ] } 
         cwnd-gain { dynamic { off | on } [ factor factor_value ] | factor factor_value [ dynamic { off | on } ] } 
         default cwnd-gain 
         default buffer-size [ downlink | uplink ] 
         initial-cwnd-size window_size 
         default initial-cwnd-size 
         max-rtt max_rtt_value 
         default max-rtt 
         mss mss_value 
         default mss 
         end

注：

default ：後続のコマンドにデフォルト値を割り当てるか、復元します。
accl-flags ：TCP アクセラレーション関連の最適化フラグを設定します。flag_value は、0 ～ 65,535 の範囲の整数値です。

buffer-size ：ダウンリンクデータとアップリンクデータの TCP プロキシバッファサイズを KB 単位で設定します。

（注）

このコマンドは、21.9.1 以降のリリースでサポートされています。

cwnd-gain ：TCP 輻輳ウィンドウゲインを設定します。このコマンドは、実際の輻輳ウィンドウサイズを継続的に計算するために TCP 最適化エンジンによって使用されます。ウィンドウサイズのスケーリングにより、TCP 最適化エンジンはエンジン内のデータの使用を管理できます。

このコマンドで dynamic オプションを使用すると、フロー中の RTT 変動を考慮して正しくサイズ設定されるように、輻輳ウィンドウゲインを自動的にスケールアップします。
factor オプションは、TCP 輻輳ウィンドウゲイン係数を設定します。factor_value は、1 ～ 16378 の範囲の整数値です。

（注）

このコマンドは、21.9.1 以降のリリースでサポートされています。

initial-cwnd-size ：初期の輻輳ウィンドウサイズの値をセグメント数で設定します。window_size は、1 ～ 65535 の範囲の整数値です。
max-rtt ：最大 RTT 値をミリ秒単位で設定します。max_rtt_value は、1 ～ 10000 の範囲の整数値です。
mss ：TCP の最大セグメントサイズをバイト単位で設定します。mss_value は、496 ～ 65535 の範囲の整数値です。

トリガー条件での後処理ルール名の設定

次のコマンドを使用して、後処理ルール名を設定します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      trigger-condition trigger_condition_name 
         post-processing-rule-name { = | contains | ends-with | starts-with } rule_name 
         [ no ] post-processing-rule-name rule_name 
         end

注：

post-processing-rule-name ：特定の後処理ルールの条件を設定します。以下の演算子を使用して、ルールの一致方法を指定します。
- = ：等しい
- != ：等しくない
- contains ：次を含む
- ends-with ：次の文字列で終わる
- starts-with ：次の文字列で始まる
name ：後処理ルールの名前を指定します。

TCP アクセラレーション関連の EDR 属性の設定

EDR 属性を設定するには、次の設定を使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      edr-format edr_format_name 
         rule-variable tcp [ sn-tcp-accl | sn-tcp-accl-reject-reason | sn-tcp-min-rtt | sn-tcp-rtt ] priority priority_value 
         end

注：

rule variable ：EDR または UDR のルール変数属性を割り当てます。
tcp ：Transmission Control Protocol（TCP）関連フィールドを指定します。
- sn-tcp-accl ：TCP フローの TCP アクセラレーションステータスを指定します。
  - 0：フローの TCP アクセラレーションが有効ではありません。
  - 1：フローの TCP アクセラレーションが有効です。
  - 2：フローに適用可能であり、適用が試行されましたが、TCP アクセラレーションが有効になっていません。
  - 3：フローに適用可能ですが、TCP アクセラレーションは試行されていません。
- sn-tcp-accl-reject-reason ：TCP フローがアクセラレーションされない理由を示します。
- sn-tcp-min-rtt ：アクセラレーションされた TCP フローに出現する最小 RTT を指定します。
- sn-tcp-rtt ：アクセラレーションされた TCP フローの平滑化 RTT を指定します。
priority ：EDR 内のフィールド（プロトコルルール）の CSV 位置を指定します。優先順位は 1 ～ 65535 の整数にする必要があります。

トリガーアクションでの TCP フローに関するフロー長しきい値の設定

TCP フローのフロー長しきい値は、サービススキームフレームワークでトリガーアクションを使用して設定されます。フロー長のしきい値は、TCP アクセラレーションモジュールを動的に利用するために使用されます。

フローの途中で TCP アクセラレーションモジュールを利用するには、次の設定を使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      trigger-action trigger_action_name 
         tcp-acceleration flow-length threshold threshold_value 
         no tcp-acceleration flow-length threshold  
         end

注：

no ：トリガーアクションのフローリカバリを無効にします。
flow-length ：TCP フローのフロー長アクションを指定します。
threshold ：TCP フローのフロー長しきい値（バイト単位）を指定します。このしきい値は、1 ～ 10000 バイトの整数です。

トリガー条件での TCP フロー超過のフロー長しきい値の設定

TCP フローのフロー長条件 exceed は、サービススキームフレームワークでトリガー条件を使用して設定されます。

TCP フロー長の条件を設定するには、次の設定を使用します。

configure 
   require active-charging 
   active-charging service service_name 
      trigger-condition trigger_condition_name 
         flow-length threshold exceed 
         end

注：

flow-length ：TCP フローのフロー長条件を指定します。
threshold ：トリガーアクション設定で設定されるしきい値を指定します。
exceed ：フロー長超過時の超過条件を呼び出します。

モニタリングおよびトラブルシューティング

ここでは、この機能のモニタリングと障害対応について説明します。