fasp 基准

 

Aspera 突破性的 faspTM 传输技术充分利用可用带宽,无论是通过 WAN、无线还是卫星连接进行传输,它都大大优于基于 TCP 的传统传输工具。根据网络条件,fasp 的传输速度可比 TCP 快达数百倍。网络条件越差(例如较高的延迟和较高的数据包丢失),fasp 的优势就越显著,因为它对这些因素不敏感。

在本部份文件中的基准,fasp优势通过在实际网络上考察传输速度进行测定,测定不同的条件和数据大小。这一突破性能的优势不仅在于更短的传输时间,而且还在于可靠且精确的带宽利用控制以及可预测的传输时间。

以下图表对比了在典型网络情境中 fasp™ 文件传输和 FTP 文件传输的吞吐量和传输时间。所有 fasp™ 和 FTP 基准均用于在 Aspera 实验室内运行的文件传输测试。在每一测试中,1G 文件在运行 Debian Linux 的普通 Pentium-4 计算机之间传输,采用标准的 Debian Linux 实施 FTP 文件传输,使用 Aspera scp 进行 fasp™ 文件传输。使用一个 nistnet 网络仿真器来模拟互联网上常见的网络往返延迟和数据包丢失情况。实际 FTP 吞吐量取决于所使用的 FTP、操作系统和特定网络丢失模式的具体实施,但是测试所显示的结果却是典型的。

fasp™ 吞吐量

FTP

全美

美国 - 欧盟

美国 - 亚洲

卫星

1 GB
1-2 hrs
2-4 hrs
4-20 hrs
8-20 hrs
10 GB 15 - 20 hrs
20 - 40 hrs
不实际 不实际
100 GB 不实际 不实际 不实际 不实际

 TCP 传输时间受限于数据包丢失、延迟(网络距离),而不是带宽

 

fasp

2 Mbps

10 Mbps

45 Mbps

100 Mbps

200 Mbps

1 Gbps*

10 Gbps

1 GB
70 min
14 min
3.2 min
1.4 min
42 sec 8.4 sec 0.84 sec
10 GB 11.7 hrs
140 min
32 min
14 min
7 min 1.4 min 8.4 sec
100 GB   23.3 hrs
5.3 hrs
5.3 hrs
1.2 hrs 14 min 1.4 min

Aspera 传输时间随着带宽线性缩短
不受数据包丢失和延迟(网络距离)影响
全美:增加 1-5% - 洲际:增加 1-10% - 卫星:增加 1-10%

* 假设没有存储瓶颈

千兆位城域网和广域网上

fasp™ 与FTP 对比

传统 TCP 文件传输技术(如 FTP)会响应任意数据包丢失而大幅降低数据速率,而且,在高速链路容量条件下仍无法长期保持吞吐量。

在城域网条件下(0.1% 数据包丢失和 10 ms RTT),无论带宽如何,基于 TCP 文件传输的最大理论吞吐量是每秒 50 兆位(Mbps)。有效的 FTP 吞吐量甚至更低(22 Mbps)。相比之下, fasp™ 实现了对单个传输流高速链路的 100% 利用。

具体的测试显示,千兆位城域以太网(509 Mbps)上的 fasp™ 压缩端点计算机磁盘读取/写入的速度限制。也许更为重要的是,即使在延迟和数据包丢失增加的情况下(505 Mbps,200 ms/2%), fasp™ 也能保持这一吞吐量。在相同条件下,FTP 吞吐量则降至 550 Kbps 左右。尽管这种 1000 倍于传统 TCP 的传输优势仅在最快的长距离网络上得到了证实,但它仍表明了 fasp™ 方法的不同。

横跨大陆链路上

fasp™ 与FTP 的对比

对于延迟很高且数据包丢失可变的横跨大陆和洲际间的文件传输,Aspera fasp™ 可维持尽可能高的端对端文件传输速率。当丢失很低(0.1%数据包丢失)时,一个从洛杉矶至纽约(90 ms RTT)的 FTP 文件传输将达到 5-6 Mbps。当链路拥塞提高至 1% 数据包丢失时,FTP 则大幅降低其速率至 1.4 Mbps。相比之下,fasp™ 则以全容量传输数据。在一个 90 ms/1% 的 155 Mbps 链路上,fasp™ 以 154 Mbps 传输,比 FTP 快 100 倍。当使用更加典型的 45 Mbps 链路时,传输仍比 FTP 快 30 倍。

洲际间链路上

fasp™ 与FTP 的对比

fasp™ 相比于 FTP 在在洲际传输吞吐量上的优势更为显著。在数据包丢失率为 2% 且延迟为 150ms 的条件下,一个 FTP 文件以 700 kbps 速度在大陆间传输,而在高度拥塞期间传输速度可降至像是在爬行。相比之下,fasp™ 却可在全球文件传输中将吞吐量稳定地保持在链路容量。当采用 fasp™ 文件传输时,一个千兆字节的数据将以 9.9 Mbps 速度在 2% 丢失的 10 Mbps 链路上持续传输,并可在 15 分钟内结束传输,不受距离影响。如果使用 45 Mbps 链路,传输则可在 3.3 分钟内完成。而在相同条件下,FTP 传输却需要花费数小时,甚至可能会提前终止。

通过高延迟卫星链路的 fasp™ 

卫星链路的高延迟和位错率严重阻碍 FTP 文件传输,从而使通过卫星分发大数据集和上传文件显得不切实际。 fasp™ 文件传输速率不受单个及多个卫星跳的距离和丢失特性影响。

   

例如,单个 fasp™ 文件传输可填满整个转发器带宽(如 45 Mbps),并且完全适应最极端的数据包丢失(超过 30%),而 FTP 则以 100 kbps 或更低的速度传输,甚至可能无法完成传输。

 

Aspera 移动平台提供一个工具包,用以开发远程下载/上传移动内容的采集和分发解决方案。 Aspera 移动旨在用于以下情境:即必须通过任何网络从全球任意地点安全且可预测地采集内容。 Aspera 移动的核心是高速、不受地理位置限制的 fasp 传输专利技术,可用于 iOS、安卓、Mac OSX、Windows 7 和其他移动操作系统。 现有系列设备(如笔记本电脑、平板电脑和智能手机)均可用于可靠上传,支持按时交付,即使所使用网络不可靠或拥塞亦不影响。在设备上安装一个简单、轻量 Aspera 客户端应用程序,它即可提供直观界面来启动和管理高速文件传输。

在服务器方,Aspera 移动平台集成了商业和自组内容管理工作流程,为上传和分发提供一个单一管理点(通过 Aspera 控制台网络应用程序)。

快速的个体及并发上传/下载速度

Aspera fasp-AIR 是 Aspera 移动应用中使用的核心传输技术,克服了在最具挑战性的移动上传/下载情境中经常出现的网络延迟和数据包丢失的问题。 采用 Aspera,传输速度不会受到多数网络条件的影响,它只取决于可用带宽。随着带宽的增加,总体传输速度也提高。 与 TCP 相比,即使是在最遭延迟的网络上,性能增益依然最强大。

在固定或移动卫星网络上,常会看到比 TCP 大 100 倍的性能增益。 使用 3G 时,性能增益比 FTP 快达 3 倍,特别是在下载情境下。下方图表描述了,与 TCP 相比,上传速度温和增加,而下载速度则大幅提高。蓝色的尖锐下载统计描述了在各种白天使用时间段期间通过 3G 的全带宽利用率。

 

图 1:  3G 上传和下载比较——TCP 与Aspera fasp-AIR 对比

在使用 4G 时带宽增加,Aspera fasp-AIR 则实现了更高的性能。 使用 4G,实现了相当高的上传和下载性能。  下列实例测试在加州爱莫利维尔通过 Verizon 4G (LTE) 进行。 在某些情况下(下方橙色加亮部分),速度将变化非常大,取决于可用带宽和无线网络的基础条件。

图 2:通过 4G,TCP 与Aspera fasp-AIR 的对比(上传和下载)

多跳传输性能

在以下进行的测试中,测试了模拟实际移动上传/下载情境的第二跳性能。 Wi-Fi 网络在本地空网中(从设备至网关或第一跳)非常快。在这一本地环路上,带宽通常较高,延迟相对较低。 然而,在实际情况下,对于端到端情境,文件则须以多种速度、随距离条件、通过多跳传输。

在上行连接到长距离 WAN 的 Wi-Fi (802.11) 网络上,我们可以看到,Aspera 的性能比 TCP 的 10 倍提高到 100 倍,这取决于底层网络和上行速度。 TCP 与Aspera fasp-AIR 就Wi-Fi 上行比较进行的对比见下表。

TCP 与Aspera fasp-Air 在优秀本地信号强度 WiFi (802.11n 单频带)上的性能对比

带宽BW (Mbps) RTT (s) PLR 速率 (Mbps) 文件大小 (MB) 时间 (s) TCP (Mbps) 速度提高
45 2 0.1% 18.9 160.9 73.5 17 1X
45 2 1.0% 18.8 160.9 73.7 10 2X
45 2 5.0% 18.3 160.9 73.7 <1 18X
45 40 0.1% 19 160.9 73 3 6X
45 40 1.0% 19 160.9 73 1 19X
45 40 5.0% 19 160.9 73 <1 19X
45 300 0.1% 18.4 160.9 75.6 <1 18X
45 300 1.0% 18.3 160.9 76 <1 18X
45 300 5.0% 15.8 160.9 87.6 <1 16X

 

TCP 与Aspera fasp-Air 在优秀本地信号强度 WiFi (802.11n 双频带)上的性能对比

带宽BW (Mbps) RTT (s) PLR 速率 (Mbps) 文件大小 (MB) 时间 (s) TCP (Mbps) 速度提高
155 2 0.1% 138.8 554.3 90.5 24 6X
155 2 1.0% 146.3 554.3 91.3 10 15X
155 2 5.0% 138.7 554.3 95.0 <1 139X
155 40 0.1% 142.9 554.3 91.6 3 48X
155 40 1.0% 145.1 554.3 92.6 1 145X
155 40 5.0% 99.5 554.3 96.4 <1 > 100X
155 300 0.1% 136.7 554.3 92.2 <1 > 137X
155 300 1.0% 116.9 554.3 93.5 <1 > 117X
155 300 5.0% 111.1 554.3 97.2 <1 > 111X

Aspera 进行了一组测试来确定 Aspera Sync 的性能基准,并与 rsync 进行对比。 提供的测试如下:

  • 再现实际 WAN 条件——1Gbps 链路,100mls 延迟和 1% 数据包丢失。
  • 小型文件: 测试备份许多小型文件(兆字节)的性能和结果。
  • 大型文件: 测试备份大型文件(太字节)的性能和结果。
  • 时间:测试备份小型文件和大型文件所需时间。
  • 吞吐量:测试进行备份期间所使用的整体吞吐量。
  • 更改备份:变更数据集中的一部分文件(10%),并测试备份更改所需时间和吞吐量。

第一次运行

对比通过 100ms/1% WAN 并发的许多小型文件(平均文件大小 100KB)

小型文件

文件数

数据集大小

Sync 时间

吞吐量

Aspera Sync
978,944 93.3 GB
9,968 sec (2.8 hours)
 80.4 Mbps
rsync
978,944 93.3 GB 814,500 sec (9.4 days)
0.99 Mbps
加速差异: 81x

 

对比通过 100ms/1% WAN 并发的许多大型文件(平均文件大小 100MB)

大型文件

文件数

数据集大小

Sync 时间

吞吐量

Aspera Sync
5,194 500.1 GB
4,664 sec (1.3 hours)
 921 Mbps
rsync
5,194 500.1 GB 4,320,000 sec (50 days)
0.98 Mbps
加速差异: 940x

 

第二次运行

通过 100ms/1% WAN 向 100 万个小型文件(每个为 100 KB)添加 31,056 个文件后的同步时间

更改文件

初始文件

新增文件

总大小

同步时间

吞吐量

Aspera Sync
978,944 31,056
2.97 GB 947 sec (16 min) 26.9 Mbps
rsync
978,944 31,056 2.97 GB 37,076 sec (10.3 hrs)
0.68 Mbps
加速差异: 39x

 

通过 100ms/1% WAN 向大型文件(100 MB)集添加新文件后的同步时间

更改文件

初始文件

新增文件

总大小

Sync 时间

吞吐量

Aspera Sync
5,194 54
5.49 GB 54 sec
 871 Mbps
rsync
5,194 54 5.49 GB 54,573 sec (15 hrs)
0.86 Mbps
加速差异: 1000x


城域网

延迟:10ms;丢失:0.1%

 

10 Mbps

45 Mbps

100 Mbps

500 Mbps

1 Gbps*

10 Gbps

1 GB

14m 3m 12s 1m 24s 16s 800ms  8s 400ms 840ms

10 GB

2h 18m 32m 14m 2m 48s  1m 24s 8s 400ms

100 GB

23h 24m 5h 18m 2h 18m 28m  14m 1m 24s

 

高速 WAN

延迟:200ms;丢失:2%

 

10 Mbps

45 Mbps

100 Mbps

500 Mbps

1 Gbps*

10 Gbps

1 GB

14m 24s 3m 18s 1m 24s 17s 300ms  8s 650ms 865ms

10 GB

2h 24m 33m 14m 24s 2m 54s 1m 27s 8s 700ms

100 GB

24h 6m 5h 30m 2h 24m 28m 18s 14m 9s 1m 24s 900ms

 

全美

延迟:90ms;丢失:1%

 

10 Mbps

45 Mbps

100 Mbps

500 Mbps

1 Gbps*

10 Gbps

1 GB

14m 12s 3m 12s 1m 24s 17s 8s 500ms 850ms

10 GB

2h 24m 32m 24s 14m 12s 2m 48s 1m 24s 8s 400ms

100 GB

23h 6m 5h 30m 2h 24m 28m 54s 14m 27s 1m 26s 700ms

 

洲际

延迟:150ms;丢失:2%

 

10 Mbps

45 Mbps

100 Mbps

500 Mbps

1 Gbps*

10 Gbps

1 GB

14m 24s 3m 18s 1m 24s 17s 300ms 8s 650ms 865ms

10 GB

2h 24m 33m 14m 24s 2m 54s 1m 27s 8s 700ms

100 GB

24h 6m 5h 30m 2h 24m 28m 54s 14m 27s 1m 26s 700ms

 

卫星

延迟:550ms;丢失:5%

 

10 Mbps

45 Mbps

100 Mbps

500 Mbps

1 Gbps*

10 Gbps

1 GB

15m 12s 3m 30s 1m 30s 18s 200ms  6s 100ms 610ms

10 GB

2h 30m 34m 36s 15m 12s 3m  1m 30s 9s

100 GB

1d 1h 12m 5h 48m 2h 30m 30m 18s  15m 14s 1m 31s 400ms

* 假设没有存储瓶颈