Rendimiento

Throughput TCP / BDP

Indica el ancho de banda, el RTT y el tamaño de ventana TCP y calcula el BDP, el throughput real limitado por la ventana y la ventana recomendada para llenar el enlace. En enlaces de alta latencia, la ventana debe ser ≥ BDP para usar todo el ancho de banda.

redzilla.cl — tcp

BDP (producto BW × retardo)

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Throughput con esta ventana

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Ventana recomendada

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para saturar el enlace

BDP —

Throughput —

Ventana óptima —

Diagnóstico

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Límite de Mathis (con pérdida)

Throughput máx. con pérdida

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Mathis: ≈ (MSS × 8) / (RTT × √p) con MSS = 1460 B. Es una cota superior aproximada para TCP clásico (Reno/NewReno) ante pérdida.

Cómo se calcula · BDP, ventana y Mathis

1. BDP (bytes) = BW × RTT / 8, con BW en bps y RTT en segundos. Es la cantidad de datos "en vuelo" para llenar el enlace.

2. Throughput limitado por la ventana: (ventana × 8) / RTT. Una ventana fija solo deja enviar esos bytes por cada RTT.

3. Para saturar el enlace, la ventana debe ser ≥ BDP. En enlaces de alto BDP (mucha latencia o ancho de banda), 64 KB sin escalado limita severamente el rendimiento.

4. Con pérdida p > 0, el límite de Mathis ≈ (MSS × 8) / (RTT × √p) acota el throughput de TCP clásico, independiente de la ventana.

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¿Cómo funciona?

La calculadora toma el ancho de banda del enlace (Mbps), el RTT (latencia ida y vuelta, en ms) y el tamaño de la ventana TCP (KB), y entrega tres resultados: el BDP o producto ancho de banda-retardo (BDP = BW × RTT / 8, en bytes), el throughput real que permite esa ventana (ventana × 8 / RTT, acotado al ancho de banda físico) y la ventana recomendada para saturar el enlace, que es exactamente el BDP.

La lógica es la de TCP: una conexión solo puede tener en vuelo tantos bytes como su ventana, y esos bytes tardan un RTT en confirmarse, así que en enlaces con mucha latencia una ventana pequeña desperdicia ancho de banda (por eso existe el escalado de ventana de RFC 7323). Si además indicas un porcentaje de pérdida, se agrega el límite de Mathis: throughput ≈ (MSS × 8) / (RTT × √p) con MSS de 1460 bytes, una cota superior para TCP clásico (Reno/NewReno) ante pérdida de paquetes.

Ejemplo: WAN de 100 Mbps con 80 ms de RTT y ventana de 64 KB

BDP: 100 000 000 × 0,08 / 8 = 1 000 000 bytes ≈ 977 KB. Eso debe estar en vuelo para llenar el enlace.
Throughput con 64 KB: 65 536 × 8 / 0,08 ≈ 6,55 Mbps.
Veredicto: la conexión usa solo un 7 % del enlace. Con window scaling y una ventana de unos 977 KB se aprovecharían los 100 Mbps completos.

Preguntas frecuentes

¿Por qué mi transferencia es lenta aunque el enlace tiene ancho de banda de sobra?

Casi siempre por el producto ancho de banda-retardo: con 80 ms de RTT y una ventana de 64 KB, TCP no puede pasar de unos 6,5 Mbps aunque el enlace sea de 100 Mbps o de 1 Gbps. La solución es aumentar la ventana (window scaling, buffers del sistema operativo) o usar varias conexiones en paralelo.

¿Qué es el BDP y para qué sirve?

El producto ancho de banda-retardo (bandwidth-delay product) es la cantidad de datos que caben en tránsito dentro del enlace: ancho de banda por RTT, dividido en 8 para expresarlo en bytes. Es el tamaño mínimo de ventana TCP (y de buffers) necesario para saturar el enlace. Un enlace satelital de 50 Mbps con 600 ms de RTT tiene un BDP de 3,75 MB, muy por encima de los 64 KB clásicos.

¿Cuánto afecta la pérdida de paquetes al throughput de TCP?

Mucho más de lo que se intuye, porque entra con raíz cuadrada: la fórmula de Mathis dice que el throughput máximo es aproximadamente MSS × 8 dividido por RTT × √p. Con 80 ms de RTT y solo 0,1 % de pérdida, TCP clásico queda acotado a unos 4,6 Mbps, sin importar cuán grande sea la ventana ni el enlace. Los congestion control modernos como BBR o CUBIC toleran mejor la pérdida.

¿Por qué la ventana clásica de TCP es de 64 KB?

Porque el campo de ventana de la cabecera TCP tiene 16 bits, con un máximo de 65 535 bytes. La opción de window scaling (RFC 7323) multiplica ese valor por una potencia de 2 negociada al abrir la conexión y permite ventanas de hasta 1 GB. Todos los sistemas operativos modernos la activan por defecto, pero firewalls o equipos antiguos pueden romper la negociación.

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