Delayed Stability and Performance of Distributed Congestion Control Yueping Zhang, Seong-Ryong Kang, Dmitri Loguinov Texas A&M Univ. College Station はじめに 一般的な話 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 パケット 受信ホスト ルータ 廃棄 キューが満たされる 受信ホスト 送信ホスト 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 送信ホスト w ルータ q 受信ホスト ACK Fig. 1: TCP のブロック図 パケットを積極的に廃棄 AQM 送信ホスト w p ルータ q 受信ホスト ACK AQM Fig. 2: TCP/AQM 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 model to simulation 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 proper implementation simulation for 4 flows 順番： 1 rtt: 50ms 2 60ms 3 70ms 4 80ms Δ: 120ms 140ms 160ms 180ms Δ: 100ms 1/2 bottleneck 1/3 1 2 3 4 1/4
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