近年來,隨著通信技術和網絡傳輸能力的大幅度提升,應用需求呈現(xiàn)多元化的增長態(tài)勢（視頻會議、在線游戲等交互式應用要求低時延、低抖動,而軟件更新等應用則要求高吞吐）.為滿足時延不敏感的數(shù)據(jù)傳輸并保證高效的瓶頸帶寬利用率,低優(yōu)先級擁塞控制算法（如LEDBAT（low extra delay background transport））受到廣泛關注.該類算法能在鏈路空閑時占用未被使用的帶寬,而在鏈路負載較高時釋放占用的帶寬以保證時延敏感數(shù)據(jù)的傳輸.然而,當中間路由器部署主動隊列管理算法時,低優(yōu)先級擁塞控制算法存在優(yōu)先級反轉問題,即鏈路高負載時無法釋放占用的帶寬,使其退化為普通擁塞控制算法.為解決該問題,針對LEDBAT中的固定時延閾值造成的優(yōu)先級反轉,提出啟發(fā)式的動態(tài)閾值調整算法,其在運行時動態(tài)搜索最優(yōu)的動態(tài)時延閾值,確保LEDBAT與主動隊列管理算法共存時仍能保持低優(yōu)先級特性,同時不降低鏈路的利用率.為驗證算法的有效性,在網絡模擬NS2中建立了不同網絡場景并對算法進行大量的評估.實驗結果表明:與已有低優(yōu)先擁塞控制算法相比,新算法能夠有效解決優(yōu)先級反轉的問題,同時保證鏈路的帶寬利用率. 

【文章來源】：計算機研究與發(fā)展. 2020,57(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

啞鈴型實驗拓撲

圖1 啞鈴型實驗拓撲為了驗證LEDBAT與AQM相互作用而導致的優(yōu)先級反轉問題,本文進行的實驗拓撲如圖1所示,隊列管理算法設置為RED.實驗結果如圖3所示,與圖2相比,LEDBAT的吞吐量明顯上升了,且具有與Reno一樣的侵略性.由圖2可知,LEDBAT能保持較低吞吐量,而不影響標準TCP的性能.在圖3中,RED算法計算的平均隊列長度超過特定閾值并按概率進行丟包,標準TCP減小其發(fā)送速率導致排隊時延減小,LEDBAT隨之增加其擁塞窗口的值,吞吐量上升,從而影響了標準TCP的性能.

為了驗證LEDBAT與AQM相互作用而導致的優(yōu)先級反轉問題,本文進行的實驗拓撲如圖1所示,隊列管理算法設置為RED.實驗結果如圖3所示,與圖2相比,LEDBAT的吞吐量明顯上升了,且具有與Reno一樣的侵略性.由圖2可知,LEDBAT能保持較低吞吐量,而不影響標準TCP的性能.在圖3中,RED算法計算的平均隊列長度超過特定閾值并按概率進行丟包,標準TCP減小其發(fā)送速率導致排隊時延減小,LEDBAT隨之增加其擁塞窗口的值,吞吐量上升,從而影響了標準TCP的性能.表1展示了LPCC與AQM相互作用的結果,PTCP是指鏈路中標準TCP所占的份額,Qavg表示平均隊列長度.可以看出,AQM顯著減小了平均隊列長度,減小了排隊時延,解決了“Bufferbloat”問題.以LEDBAT為例,相比于DropTail算法,部署了RED的鏈路中的PTCP減少了38.35%,部署了DRR的鏈路中的PTCP減少了42.42%.這表明部署了AQM之后,LPCC具有與標準TCP相同的侵略性.在減小排隊時延方面,相比于部署了DropTail的鏈路的Qavg,部署了RED的鏈路的Qavg減少了86.94%,部署了DRR的鏈路的Qavg減少了57.54%.

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于RED的差異型丟包隊列管理算法[J]. 朱海婷,丁偉.  計算機學報. 2015(03)



本文編號：3377211