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Text File  |  1996-05-07  |  6KB  |  99 lines

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  7. Network Working Group                                        A. McKenzie Request for Comments: 1110                                       BBN STC                                                              August 1989 
  8.  
  9.                  A Problem with the TCP Big Window Option 
  10.  
  11. Status of this Memo 
  12.  
  13.    This memo comments on the TCP Big Window option described in RFC    1106.  Distribution of this memo is unlimited. 
  14.  
  15. Abstract 
  16.  
  17.    The TCP Big Window option discussed in RFC 1106 will not work    properly in an Internet environment which has both a high bandwidth *    delay product and the possibility of disordering and duplicating    packets.  In such networks, the window size must not be increased    without a similar increase in the sequence number space.  Therefore,    a different approach to big windows should be taken in the Internet. 
  18.  
  19. Discussion 
  20.  
  21.    TCP was designed to work in a packet store-and-forward environment    characterized by the possibility of packet loss, packet disordering,    and packet duplication.  Packet loss can occur, for example, by a    congested network element discarding a packet.  Packet disordering    can occur, for example, by packets of a TCP connection being    arbitrarily transmitted partially over a low bandwidth terrestrial    path and partially over a high bandwidth satellite path.  Packet    duplication can occur, for example, when two directly-connected    network elements use a reliable link protocol and the link goes down    after the receiver correctly receives a packet but before the    transmitter receives an acknowledgement for the packet; the    transmitter and receiver now each take responsibility for attempting    to deliver the same packet to its ultimate destination. 
  22.  
  23.    TCP has the task of recreating at the destination an exact copy of    the data stream generated at the source, in the same order and with    no gaps or duplicates.  The mechanism used to accomplish this task is    to assign a "unique" sequence number to each byte of data at its    source, and to sort the bytes at the destination according to the    sequence number.  The sorting operation corrects any disordering.  An    acknowledgement, timeout, and retransmission scheme corrects for data    loss.  The uniqueness of the sequence number corrects for data    duplication. 
  24.  
  25.    As a practical matter, however, the sequence number is not unique; it 
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  28.  
  29. McKenzie                                                        [Page 1] 
  30.  RFC 1110           Comments on TCP Big Window Option         August 1989 
  31.  
  32.     is contained in a 32-bit field and therefore "wraps around" after the    transmission of 2**32 bytes of data.  Two additional mechanisms are    used to insure the effective uniqueness of sequence numbers; these    are the TCP transmission window and bounds on packet lifetime within    the Internet, including the IP Time-to-Live (TTL).  The transmission    window specifies the maximum number of bytes which may be sent by the    source in one source-destination roundtrip time.  Since the TCP    transmission window is specified by 16 bits, which is 1/65536 of the    sequence number space, a sequence number will not be reused (used to    number another byte) for 65,536 roundtrip times.  So long as the    combination of gateway action on the IP TTL and holding times within    the individual networks which interconnect the gateways do not allow    a packet's lifetime to exceed 65,536 roundtrip times, each sequence    number is effectively unique.  It was believed by the TCP designers    that the networks and gateways forming the internet would meet this    constraint, and such has been the case. 
  33.  
  34.    The proposed TCP Big Window option, as described in RFC 1106, expands    the size of the window specification to 30 bits, while leaving the    sequence number space unchanged.  Thus, a sequence number can be    reused after 4 roundtrip times.  Further, the Nak option allows a    packet to be retransmitted (i.e., potentially duplicated) by the    source after only one roundtrip time.  Thus, if a packet becomes    "lost" in the Internet for only about 5 roundtrip times it may be    delivered when its sequence number again lies within the window,    albeit a later cycle of the window.  In this case, TCP will not    necessarily recreate at the destination an exact copy of the data    stream generated at the source; it may replace some data with earlier    data. 
  35.  
  36.    Of course, the problem described above results from the storage of    the "lost" packet within the net, and its subsequent out-of-order    delivery.  RFC 1106 seems to describe use of the proposed options in    an isolated satellite network.  We may hypothesize that this network    is memoryless, and thus cannot deliver packets out of order; it    either delivers a packet in order or loses it.  If this is the case,    then there is no problem with the proposed options.  The Internet,    however, can deliver packets out of order, and this will likely    continue to be true even if gigabit links become part of the    Internet.  Therefore, the approach described in RFC 1106 cannot be    adopted for general Internet use. 
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  46.  McKenzie                                                        [Page 2] 
  47.  RFC 1110           Comments on TCP Big Window Option         August 1989 
  48.  
  49.  Author's Address 
  50.  
  51.    Alex McKenzie    Bolt Beranek and Newman Inc.    10 Moulton Street    Cambridge, MA 02238 
  52.  
  53.    Phone: (617) 873-2962 
  54.  
  55.    EMail: MCKENZIE@BBN.COM 
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  97. McKenzie                                                        [Page 3] 
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