Adaptive decrease window for BALIA (ADW-BALIA): algoritmo de control de congestión para mejorar el rendimiento del throughput en cuellos de botella no compartidos
Autores: Kim, Geon-Hwan; Song, Yeong-Jun; Mahmud, Imtiaz; Cho, You-Ze
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Adaptive decrease window for BALIA (ADW-BALIA): algoritmo de control de congestión para mejorar el rendimiento del throughput en cuellos de botella no compartidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Objetivos de diseño
MPTCP
Algoritmos de control de congestión
Rendimiento
Tipo de cuello de botella
Algoritmo ADW-BALIA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Los objetivos principales del protocolo de control de transmisión de múltiples rutas (MPTCP) son mejorar el rendimiento y compartir de manera justa un enlace de cuello de botella común con un protocolo de control de transmisión de una sola ruta (TCP). Los algoritmos de control de congestión MPTCP existentes logran el objetivo de equidad con flujos TCP de una sola ruta en un cuello de botella compartido, pero no pueden maximizar el rendimiento en cuellos de botella no compartidos, donde múltiples subflujos atraviesan diferentes enlaces de cuello de botella. Esto se debe a que el MPTCP está diseñado para no exceder el rendimiento de un TCP de una sola ruta compitiendo en el cuello de botella. Por lo tanto, creemos que el control de congestión MPTCP debería tener diferentes mecanismos de control de la ventana de congestión, dependiendo del tipo de cuello de botella. En este artículo, proponemos un algoritmo de control de congestión de adaptación de ventana de disminución adaptativa (ADW) enlazado equilibrado (BALIA) que ajusta adaptativamente la disminución de la ventana de congestión para lograr un mejor rendimiento en cuellos de botella no compartidos, manteniendo la equidad con los flujos TCP de una sola ruta en cuellos de botella compartidos. El algoritmo ADW-BALIA detecta cuellos de botella compartidos y no compartidos en función de las fluctuaciones de la demora y utiliza diferentes métodos de disminución de la ventana de congestión para los dos tipos de cuellos de botella. Cuando las fluctuaciones de demora de los subflujos MPTCP son similares, el algoritmo ADW-BALIA se comporta de la misma manera que el algoritmo de control de congestión BALIA existente. Si las fluctuaciones de demora son diferentes, entonces el algoritmo ADW-BALIA modula adaptativamente la reducción de la ventana de congestión. Implementamos el algoritmo ADW-BALIA en el kernel de Linux y realizamos un experimento de emulación basado en diversas topologías. ADW-BALIA mejora el rendimiento agregado de MPTCP en un 20% en el escenario de cuello de botella no compartido, manteniendo la equidad con el TCP de una sola ruta en el escenario de cuello de botella compartido. Incluso en una topología de triple cuello de botella, donde ambos tipos de cuellos de botella coexisten, el rendimiento aumenta significativamente. Confirmamos que el algoritmo ADW-BALIA funciona de manera estable para diferentes trayectorias de demora, compitiendo con flujos CUBIC y con enlaces con pérdida.
Descripción
Los objetivos principales del protocolo de control de transmisión de múltiples rutas (MPTCP) son mejorar el rendimiento y compartir de manera justa un enlace de cuello de botella común con un protocolo de control de transmisión de una sola ruta (TCP). Los algoritmos de control de congestión MPTCP existentes logran el objetivo de equidad con flujos TCP de una sola ruta en un cuello de botella compartido, pero no pueden maximizar el rendimiento en cuellos de botella no compartidos, donde múltiples subflujos atraviesan diferentes enlaces de cuello de botella. Esto se debe a que el MPTCP está diseñado para no exceder el rendimiento de un TCP de una sola ruta compitiendo en el cuello de botella. Por lo tanto, creemos que el control de congestión MPTCP debería tener diferentes mecanismos de control de la ventana de congestión, dependiendo del tipo de cuello de botella. En este artículo, proponemos un algoritmo de control de congestión de adaptación de ventana de disminución adaptativa (ADW) enlazado equilibrado (BALIA) que ajusta adaptativamente la disminución de la ventana de congestión para lograr un mejor rendimiento en cuellos de botella no compartidos, manteniendo la equidad con los flujos TCP de una sola ruta en cuellos de botella compartidos. El algoritmo ADW-BALIA detecta cuellos de botella compartidos y no compartidos en función de las fluctuaciones de la demora y utiliza diferentes métodos de disminución de la ventana de congestión para los dos tipos de cuellos de botella. Cuando las fluctuaciones de demora de los subflujos MPTCP son similares, el algoritmo ADW-BALIA se comporta de la misma manera que el algoritmo de control de congestión BALIA existente. Si las fluctuaciones de demora son diferentes, entonces el algoritmo ADW-BALIA modula adaptativamente la reducción de la ventana de congestión. Implementamos el algoritmo ADW-BALIA en el kernel de Linux y realizamos un experimento de emulación basado en diversas topologías. ADW-BALIA mejora el rendimiento agregado de MPTCP en un 20% en el escenario de cuello de botella no compartido, manteniendo la equidad con el TCP de una sola ruta en el escenario de cuello de botella compartido. Incluso en una topología de triple cuello de botella, donde ambos tipos de cuellos de botella coexisten, el rendimiento aumenta significativamente. Confirmamos que el algoritmo ADW-BALIA funciona de manera estable para diferentes trayectorias de demora, compitiendo con flujos CUBIC y con enlaces con pérdida.