Analysis of TCP in Networks with Small Buffering Capacity and Large Bandwidth-Delay Product

It is well known that ineeciencies occur in the operation of TCP when the bandwidth delay product of the network is large compared to its buuering capacity. A central reason for that is a cyclic behavior of the protocol in which two consecutive slow-start phases appear in each cycle 5, 1]. This results in low throughput and under-utilization of the available bandwidth. We show in this paper that, for an even larger ratio between the bandwidth-delay product and the buuer size, which is typical for satellite links, a new regime of three consecutive slow-start phases occurs. We need to reene previously studied models in order to explain this phenomenon. We analyze in this paper this phenomenon, predict when it occurs and evaluate the corresponding average throughput of the connection. Analyse de TCP dans des rrseaux ayant des petits buuers et un grand produit ddlai-bande passante RRsumm : Il est connu que le fonctionnement de TCP souure d'une certaine ineecacitt lorsque le produit ddlai-bande passante du rrseau est large par comparaison la capacitt de ses buuers. La cause principale de ce probllme est un comportement cyclique du protocole avec l'apparition de deux phases slow-start consscutives dans chaque cycle TCP. Ceci rrsulte en une rrduction de l'utilisation de la bande passante disponible. Dans ce papier, on montre que, pour des plus grands rapports entre le produit ddlai-bande passante et la taille du buuer ce qui est typique pour les liens satellites, un nouveau rrgime de trois phases slow-start consscutives apparaat. On est obligg d'ammliorer les moddles ddjj tudiis pour pouvoir interprrter ce phhnommne. On analyse dans ce travail ce probllme et on prrvoit quand est ce qu'il peut apparaatre tout en valuant son eeet sur le ddbit de la connexion.