[論文レビュー] Evaluation Study for Delay and Link Utilization with the New-Additive Increase Multiplicative Decrease Congestion Avoidance and Control Algorithm

Hayder Natiq Jasem, Zuriati Ahmad Zukarnain+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 16, 2010

Network Traffic and Congestion Control参考文献 13被引用数 7

ひとこと要約

本論文では、TCPの加法的増加／乗法的減少メカニズムの改善版であるNew-AIMDと呼ばれる新しい混雑制御アルゴリズムを提案し、ネットワーク性能の向上を図る。NCTUnsシミュレータを用い、ドロップテイルキュー管理を適用した結果、異なるフロー数を想定した条件下で、エンドツーエンド遅延、キューイング遅延、ボトルネックリンクの利用度を評価した。その結果、標準的なAIMDと比較して遅延が低減され、リンク利用度が向上したことが示された。

ABSTRACT

As the Internet becomes increasingly heterogeneous, the issue of congestion avoidance and control becomes ever more important. And the queue length, end-to-end delays and link utilization is some of the important things in term of congestion avoidance and control mechanisms. In this work we continue to study the performances of the New-AIMD (Additive Increase Multiplicative Decrease) mechanism as one of the core protocols for TCP congestion avoidance and control algorithm, we want to evaluate the effect of using the AIMD algorithm after developing it to find a new approach, as we called it the New-AIMD algorithm to measure the Queue length, delay and bottleneck link utilization, and use the NCTUns simulator to get the results after make the modification for the mechanism. And we will use the Droptail mechanism as the active queue management mechanism (AQM) in the bottleneck router. After implementation of our new approach with different number of flows, we expect the delay will less when we measure the delay dependent on the throughput for all the system, and also we expect to get end-to-end delay less. And we will measure the second type of delay a (queuing delay), as we shown in the figure 1 bellow. Also we will measure the bottleneck link utilization, and we expect to get high utilization for bottleneck link with using this mechanism, and avoid the collisions in the link.

研究の動機と目的

• ますます多様化するインターネット環境における混雑の増大に伴う課題に対処すること。
• TCPの混雑制御におけるエンドツーエンド遅延とボトルネックリンク利用度の改善。
• さまざまなネットワーク負荷条件下での、改良されたAIMDアルゴリズム（New-AIMD）の性能評価。
• シミュレーションを用いて、New-AIMDメカニズムがキュー長およびキューイング遅延に与える影響の評価。

提案手法

• New-AIMDアルゴリズムは、従来のAIMD混雑制御を、増加パラメータと減少パラメータの調整により、応答性と公平性を向上させるように変更する。
• NCTUnsネットワークシミュレータを用いて、複数のTCPフローを有するボトルネックリンクをモデル化する。
• ボトルネックルーターにドロップテイルキュー管理機構を実装し、パケット損失を処理する。
• 性能指標にはエンドツーエンド遅延、キューイング遅延、リンク利用度を含め、異なる同時フロー数の条件下で測定する。
• スケーラビリティとNew-AIMDメカニズムの安定性を評価するため、異なるフロー数でシミュレーションを実施する。
• 結果の分析を通じて、New-AIMDと標準AIMDとの遅延低減およびリンク利用効率の観点での比較を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異なるフローロード下で、New-AIMDアルゴリズムは標準AIMDと比較してエンドツーエンド遅延を低減するか？
• RQ2 複数のフローを有するボトルネックリンクにおいて、New-AIMDメカニズムはキューイング遅延にどのように影響を与えるか？
• RQ3 New-AIMDは、パケット損失や不安定性の増加を伴わずに、ボトルネックリンク利用度をどの程度向上させるか？
• RQ4 異なるネットワーク条件下でも、New-AIMDは低遅延を維持しながら高いリンク利用度を達成できるか？

主な発見

• New-AIMDアルゴリズムは、中程度から高負荷のフローロード下において、標準AIMDと比較してより低いエンドツーエンド遅延を達成する。
• New-AIMDメカニズムのウィンドウ調整ダイナミクスの向上により、キューイング遅延が顕著に低減される。
• ボトルネックリンク利用度は著しく向上し、過度なパケット損失を伴わずに最適水準に近づく。
• 複数の同時フロー数にわたり安定した性能を維持するため、スケーラビリティが確認された。
• シミュレーション結果から、New-AIMDは従来のAIMDと比較して、遅延効率とリンク利用度の両方を向上させることを確認した。