如何使用 debian 上的 pppd 和 tcp 内核设置使 ppp 在有损无线调制解调器上可靠运行?

如何使用 debian 上的 pppd 和 tcp 内核设置使 ppp 在有损无线调制解调器上可靠运行?

我在通过无线调制解调器在两个 debian 系统之间建立可靠的 ppp / tcpip 链接时遇到了很多麻烦。

我的硬件拓扑有点复杂。

该系统采用:

  • 无线电链路两端均运行 raspbian stretch (RPI) 的 Raspberry Pi 3B
  • RFDesign RFD900x 无线调制解调器(通过 FTDI 电缆通过 USB 连接到 RPI)(RFD900)
  • Linksys 无线路由器,通过 NATing(WIFI)连接到卫星服务(SkyMuster - 澳大利亚),再连接到澳大利亚未知的 POP,最后连接到互联网(SAT)
  • 通过 SAT 的 vpn(vpnc)连接到由路由器终止的另一个澳大利亚 ISP 静态 IP。(这是 RPI3Bs 的默认路由)
  • (VPN)VPN 端点通过静态 IP 连接到网络(结束)

我相信问题出在 RFD900x 调制解调器上,与无线电丢包时发生的 TCP 拥塞回退有关,但我提供了其他详细信息以供参考,以防我遗漏了一些愚蠢的事情。

这些问题可以在 RFD900 上的 RPI 之间重现。

从端点(最麻烦的一点)到互联网的链接如下:

RPI -> RFD900 -> RFD900 -> RPI -> VPN -> WIFI -> SAT -> 结束。

再次重申上述内容。

RFD900 会因为距离和障碍物而大量丢包。我尝试过各种天线配置,但都无济于事(全向天线、Yaggi 天线、直接天线和从花岗岩悬崖上反弹)。我尝试过调整调制解调器、MTU、PPP 设置等各种参数,以实现 TCP/IP 可靠性,但都无济于事。

空中速度为64kb。串行速度为57kb。

诊断说明:

  • 在不同距离的 RFD900 上进行简单的串行到串行通信时,131 字节或 151 字节的无线电 MTU 大小具有最佳吞吐量。
  • 吞吐量是可靠的,尽管是“突发的”——突发、突发、突发,而不是连续流。
  • 我怀疑这种“突发性”是 TCP 的一种功能,它将无线电数据包丢失视为拥塞,并逐渐发展为不可避免的重试饱和。
  • 当它饱和时,会话(ssh、scp、apt 等)似乎会冻结不同长的时间(几秒,通常是 2-3 分钟,有时 > 10 分钟)。
  • apt 通常会失败。scp 和 ssh 往往会继续进行并最终到达那里,尽管通常会有多次停顿和疯狂的延迟时间。
  • 通过 ssh 交互时,该链接可用,只要不涉及长响应 - 例如长 ls -la。
  • 对我的测试来说,对调制解调器的流量控制(无、RTSCTS、XONXOFF)似乎无关紧要。
  • 不同形式的 ppp 有效载荷压缩似乎无关紧要(BSD、Predictor、deflate 等)。
  • Van Jacobsen 报头压缩增加了每次突发的吞吐量,但加剧了停顿和延迟
  • 我已经广泛地寻找解决方案(甚至回头阅读了 RFC)。
  • 似乎 VJ 报头压缩被认为对有损链路存在问题,并且 RFC 在压缩技术方面取得了进展,例如 ROHC - RObust 报头压缩,包括一个 ROHC 工作组,似乎已经出现了各种开源中不可用的专有压缩协议。
  • 对于依赖专有协议的蜂窝链路(ppp 和 RLP),该问题似乎已得到很好的解决。

我还在这里发布了我当前运行 pppd 的脚本(包括我尝试过的各种选项 - 参见#commented 行。):

# set up the pppd to allow the remote unit to connect as an IP peer
# additional options for remote end: usepeerdns defaultroute replacedefultroute

pppd /dev/ttyUSB0 57600 mru 131 mtu 131 noauth crtscts nocdtrcts lock passive 192.168.10.1:192.168.10.2 local maxfail 0 persist proxyarp updetach

#pppd /dev/ttyUSB0 57600 novj novjccomp mru 131 mtu 131 noauth crtscts nocdtrcts lock passive 192.168.10.1:192.168.10.2 local maxfail 0 persist proxyarp updetach

#pppd /dev/ttyUSB0 57600 192.168.10.1:192.168.10.2 mru 131 mtu 131 proxyarp noauth crtscts nocdtrcts noaccomp nobsdcomp nodeflate nopcomp nopredictor1 novj novjccomp lock mru 131 mtu 131 passive local maxfail 0 persist updetach

#debug ktune bsdcomp 12 xonxoff nocrtscts mru 296 mtu 296
#pppd /dev/ttyUSB0 57600 debug mru 131 mtu 131 noauth crtscts nocdtrcts lock passive 192.168.10.1:192.168.10.2 local maxfail 0 persist updetach proxyarp

#pppd /dev/ttyUSB0 57600 noaccomp nobsdcomp nodeflate nopcomp nopredictor1 novj novjccomp mru 131 mtu 131 noauth crtscts nocdtrcts lock passive 192.168.10.1:192.168.10.2 local maxfail 0 persist proxyarp updetach

#pppd /dev/ttyUSB0 57600 novjccomp mru 131 mtu 131 noauth crtscts nocdtrcts lock passive 192.168.10.1:192.168.10.2 local maxfail 0 persist proxyarp updetach

有人用开源 pppd 解决了这个问题吗?还有其他选择或技术可以替代吗?

内核 TCP 拥塞设置是否值得研究?

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