On the optimization of the inter - flow fairness in the Internet

All known active queue management algorithms invented to provide fair bandwidth allocation between TCP flows are designed to cooperate with the classic TCP congestion control (New Reno). However, some new congestion control schemes are becoming more and more popular nowadays (e.g. the Cubic algorithm). Therefore, the following question arises: will these fair queue management algorithms work well in the presence of a new congestion control scheme? To answer this questions, we present a comprehensive study of the performance of seven fair queue management algorithms in the presence of seven TCP variants. In particular, the fairness index, queue size and throughput were measured in scenarios with diversified RTTs, traffic patterns and congestion levels. Not only do the results allow us to answer the aforementioned question, but also to formulate recommendation on how to provide the best cross-layer fairness optimization in the Internet.

Wszystkie znane z literatury algorytmy aktywnego zarządzania kolejkami (AQM) ukierunkowane na zapewnienie sprawiedliwego podziału pasma pomiędzy przepływy w Internecie były opracowywane z myślą o współpracy z (klasycznym dziś) algorytmem kontroli zatłoczenia TCP, tzn. New Reno. W ostatnich latach można zauważyć w Internecie istotne zwiększanie się udziału nowych algorytmów kontroli zatłoczenia TCP (jak np. algorytmu Cubic). Dlatego te˙z pojawia się naturalne pytanie: czy algorytmy sprawiedliwego podziału pasma zaprojektowane dla New Reno bedą równie dobrze działać w obecnosci tych nowych wariantów TCP? Aby uzyskać odpowiedź na to pytanie, przeprowadzone zostały szeroko zakrojone studia symulacyjne. Studia te uwzględniały siedem najważniejszych algorytmów AQM do sprawiedliwego podziału pasma, siedem wersji TCP (w tym najnowocześniejsze warianty), różne scenariusze zatłoczenia sieci oraz czasy RTT połączeń TCP. Uzyskane wyniki pozwoliły nie tylko udzielić odpowiedzi na sformułowane powyżej pytanie, ale także wskazać, które wersje TCP i AQM najlepiej realizują ideę optymalizacji międzywarstwowej w celu zapewnienia sprawiedliwego podziału pasma pomiędzy przepływy w Internecie.