On the search of efficient AQM for large delay networks

The main idea of all Active Queue Management algorithms, is to notify the TCP sender about incoming congestion by dropping packets, to prevent from the buffer overflow, and its negative consequences. However, most AQM algorithms proposed so far, neglect the impact of the high speed and long delay links. As a result, the algorithms' efficiency, in terms of throughput and/or queue stability, is usually significantly decreased. The contribution of this paper is twofold. First of all, the performance of the well known AQM algorithms in high speed and long delay scenarios is evaluated and compared. Secondly, a new AQM algorithm is proposed, to improve the throughput in the large delay scenarios and to exclude the usage of random number generator.

W obecnym Internecie odrzucanie bądź znakowanie pakietów ma na celu powiadomienie nadawcy o przeciążeniu. Ten fakt jest wykorzystywany przez źródła TCP w celu ograniczenia prędkości nadawania. Rozwiązaniem problemu pełnej kolejki jest prewencyjne odrzucanie pakietów, aby nie dopuścić do zapełnienia bufora i powstania przeciążenia. Prawdopodobieństwo prewencyjnego odrzucenia pakietu rośnie wraz ze wzrostem poziomu przeciążenia. Idea ta jest wykorzystywana w aktywnych algorytmach zarządzania kolejką. Prewencyjne odrzucanie pakietów wprowadza mechanizm sprzężenia zwrotnego informując nadawców o zbliżającym się przeciążeniu. Informacja jest wykorzystywana przez nadawców w celu zwolnienia szybkości nadawania. Losowe odrzucanie wybranych pakietów pozwala uniknąć sytuacji, w której wszystkie źródła zwalniają jednocześnie, co eliminuje problem globalnej synchronizacji. Większość obecnych algorytmów AQM pomija wpływ cech charakterystycznych dla łączy szkieletowych, tj. dużej przepustowości i dużych opóźnień propagacji. W rezultacie sprawność algorytmów AQM rozumiana jako przepustowość łącz i stabilność kolejki jest znacznie mniejsza niż w sieciach dostępowych. W pracy zaprezentowano badania wydajności popularnych algorytmów AQM w sieciach szkieletowych o dużych przepustowościach i dużych opóźnieniach propagacji. Wdalszej części przedstawiono propozycje algorytmu, który ma na celu poprawić przepustowość transmisji na tych łączach i który pozwala wykluczyć użycie generatora liczb losowych. Zaproponowana metoda - algorytm LINDROP - wykorzystuje niemalejącą funkcję liniową, w zależności od średniej długości kolejki, do oszacowania współczynnika odrzucania nadchodzących pakietów. Algorytm poprawia przepustowość w łączu szkieletowym.