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Delayed Stability and Performance of Distributed Congestion Control. Yueping Zhang, Seong-Ryong Kang, Dmitri Loguinov Texas A&M Univ. College Station. パケット. 廃棄. キューが満たされる. パケット廃棄. キューが満たされる前に 積極的に廃棄. ウィンドウサイズの減少. 一般的な話. はじめに. 研究の背景. ・ TCP によるデータ転送方式だけではバーストに対応できない.
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Delayed Stability and Performance of Distributed Congestion Control Yueping Zhang, Seong-Ryong Kang, Dmitri Loguinov Texas A&M Univ. College Station
パケット 廃棄 キューが満たされる パケット廃棄 キューが満たされる前に 積極的に廃棄 ウィンドウサイズの減少 一般的な話 • はじめに 研究の背景 ・ TCP によるデータ転送方式だけではバーストに対応できない AQM (Active Queue Management) の提案 送信ホスト 受信ホスト ルータ 受信ホスト 送信ホスト
q w ACK 送信ホスト ルータ 受信ホスト パケットを積極的に廃棄 AQM q w ACK 送信ホスト ルータ 受信ホスト p AQM Fig. 2: TCP/AQM のブロック図 Fig. 1: TCP のブロック図
目的 • Stability & Fairness • 単調な通信レートの変化 • 帯域をできるだけ早く埋める • 公平性の実現(max-min fairness) • ユーザ(端末)ごとに異なる遅延に対応 • ユーザは、fixed-parameterを使用 • 広帯域ネットワークへの適用
関連研究 • binary-feedback method of AIMD/TCP • optimization theory • game theory • control theory
差分 • ユーザごとに異なる遅延(heterogeneous delay)に対応 • 既存研究の多くは、全ユーザの遅延が同じ • hetero delayに対応してるのでも、オーバヘッドが大きい • ネットワークのパラメータ(delay, path length, routing matrix)に依存しない • delayをフィードバックしてるものは良くない • ボトルネックを考えた制御 • 既存研究は、帯域の総和に依存している • AIMD並に速く公平な状態になる
やってること • Kelly Control の拡張 • max-min fair system の適用 • →Max-min Kelly Control (MKC) • original kelly contol • F.P.Kelly, A.K.Maulloo, D.K.H. Tan, “Rate control for communication networks,” Journal of the Operational Research Society, 1998.
Performance of EMKC • Convergence to Efficiency • X(n)(全ユーザのレートの和)が安定して、 • X* = C + Nα/βに指数関数的に近づく • 0 < β < 2 、D is constant delay
Speed of saturating a bottleneck. 速くキャパに達する
EMKC for different β 1 < β < 2 のときは、最初ぶれる
Convergence to Fairness • max-min fairness に近づく • ユーザの中で、一番レートが高いものと低いものの差が小さいことが良いとする。(ε-fairness)
Comparison EMKC to rate-based AIMD • We should finally note that as term Θ(Nα/C) becomes large, MKC’s performance improves and converges to that of AIMD
Simulations • Implementation • packet header • 16 byte router header + 4 byte user header IP of bottleneck router パケットロス値の計算回数 feedback の間隔
implementation in the router • Δ間隔で、パケットロス値を計算して、ヘッダのΔとseq フィールドを埋める • seq フィールドは、ユーザのために。 • ACKsに含まれる フィードバック情報を利用するため、ACKsごとにユーザ側が計算することを防ぐためにユーザもseq を保存しておいて、到着したACKのseqのほうが大きければ計算する • 計算間隔をルータと同じくする
naive(単純バカ)implementation in the user • xi(n-Di)の値は、rttが安定しないので、送信するヘッダに入れる。 • 受信側はそれをそのままechoする。 • これではまだ 十分ではない
simulation for 4 flows 順番: 1 2 3 4 rtt: 50ms 60ms 70ms 80ms Δ: 120ms 140ms 160ms 180ms 1/2 Δ: 100ms 1/3 bottleneck 1/4 1 2 3 4