Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 19

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  active queue management
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
EN
The random early detection (RED) algorithm was developed in 1993. Nearly three decades later, several improved variants have been proposed by scientists. The use of a (pure) linear function for computing packet drop probability has turned out to be a disadvantage, leading to the problem of large delays. Such a problem may be addressed by using linear and non-linear (i.e. as exponential) packet drop probability functions. This paper proposes a revised RED active queue management algorithm named RED-linear exponential (RED-LE). This variant involves an interplay of linear and exponential drop functions, in order to improve the performance of the original RED algorithm. More importantly, at low and moderate network traffic loads, the RED-LE algorithm employs the linear drop action. However, for high traffic loads, RED-LE employs the exponential function for computing the packet drop probability rate. Experimental results have shown that RED-LE effectively controls congestion and offers an improved network performance under different traffic loads.
EN
The article proposes a model in which Diffusion Approximation is used to analyse the TCP/AQM transmission mechanism in a multinode computer network. In order to prevent traffic congestion, routers implement AQM (Active Queue Management) algorithms. We investigate the influence of using RED-based AQM mechanisms and the fractional controller PIγ on the transport layer. Additionally, we examine the cases in which the TCP and the UDP flows occur and analyse their mutual influence. Both transport protocols used are independent and work simultaneously. We compare our solution with the Fluid Flow approximation, demonstrating the advantages of Diffusion Approximation.
3
Content available The IoT gateway with active queue management
EN
As the traffic volume from various Internet of things (IoT) networks increases significantly, the need for adapting the quality of service (QoS) mechanisms to the new Internet conditions becomes essential. We propose a QoS mechanism for the IoT gateway based on packet classification and active queue management (AQM). End devices label packets with a special packet field (type of service (ToS) for IPv4 or traffic class (TC) for IPv6) and thus classify them as priority for real-time IoT traffic and non-priority for standard IP traffic. Our AQM mechanism drops only non-priority packets and thus ensures that real-time traffic packets for critical IoT systems are not removed if the priority traffic does not exceed the maximum queue capacity. This AQM mechanism is based on the PIα controller with non-integer integration order. We use fluid flow approximation and discrete event simulation to determine the influence of the AQM policy on the packet loss probability, queue length and its variability. The impact of the long-range dependent (LRD) traffic is also considered. The obtained results show the properties of the proposed mechanism and the merits of the PIα controller.
PL
Artykuł omawia algorytm Losowego Wczesnego Wykrywania RED (ang. Random Early Detection) pozwalający bramce unikania przeciążeń w sieciach z komutacją pakietów. Brama wykrywa początkowe przeciążenie, obliczając średni rozmiar kolejki. Brama może powiadamiać o przeciążonych połączeniach lub o upuszczeniu pakietów przybywających do bramy, ustawiając bit w nagłówkach pakietów. Kiedy rozmiar średniej kolejki przekracza ustawiony próg, brama opada lub zaznacza każdy przybywający pakiet z pewnym prawdopodobieństwem, gdzie dokładny rozkład prawdopodobieństwa jest funkcją średniego rozmiaru kolejki. Bramki RED utrzymują średnią wielkość kolejki na niskim poziomie, jednocześnie zezwalając na sporadyczne impulsy pakietów w kolejce. Podczas przeciążenia prawdopodobieństwo, że brama powiadamia o konkretnym połączeniu, by zmniejszyć jego okno, jest mniej więcej proporcjonalne do udziału tego w przepustowości przez bramę. Bramki RED są zaprojektowane tak, aby dostarczyć protokół taki jak TCP, przeciążając warstwę transportową. Symulacje sieci TCP / IP są używane do zilustrowania wydajności bramki.
EN
The subject of the study is to present the Random Early Detection (RED) algorithm that allows the gateway to avoid overloading in packet switched networks. The gateway detects the initial overload by calculating the average size of the queue. The gateway can notify about overload connections or by dropping packets arriving at the gate by setting a bit in the packet headers. When the size of the average queue exceeds the set threshold, the gate descends or marks each arriving packet with a certain probability, where the exact probability distribution is a function of the average queue size. RED gates maintain the average queue size at a low level, while allowing occasional packet bursts in the queue. During overload, probability that the gateway informs about a specific connection to reduce its window is more or less proportional to this connection involved in bandwidth through the gate. The RED gateways are designed to provide a protocol such as TCP to overload the transport layer. TCP / IP network simulations are used to illustrate the performance of the gateway.
EN
In this paper the performance of a fractional order PI controller is compared with that of RED, a well-known active queue management (AQM) mechanism. The article uses fluid flow approximation and discrete-event simulation to investigate the influence of the AQM policy on the packet loss probability, the queue length and its variability. The impact of self-similar traffic is also considered.
EN
We study the Mθ/G/1/m and Mθ/G/1 queuing systems with the function of the random dropping of customers used to ensure the required characteristics of the system. Each arriving packet of customers can be rejected with a probability defined depending on the queue length at the service beginning of each customer. The Laplace transform for the distribution of the number of customers in the system on the busy period is found, the mean duration of the busy period is determined, and formulas for the stationary distribution of the number of customers in the system are derived via the approach based on the idea of Korolyuk’s potential method. The obtained results are verified with the help of a simulation model constructed with the assistance of GPSS World tools.
EN
The popularity of TCP/IP has resulted in an increase in usage of best-effort networks for real-time communication. Much effort has been spent to ensure quality of service for soft real-time traffic over IP networks. The Internet Engineering Task Force has proposed some architecture components, such as Active Queue Management (AQM). The paper investigates the influence of the weighted moving average on packet waiting time reduction for an AQM mechanism: the RED algorithm. The proposed method for computing the average queue length is based on a difference equation (a recursive equation). Depending on a particular optimality criterion, proper parameters of the modified weighted moving average function can be chosen. This change will allow reducing the number of violations of timing constraints and better use of this mechanism for soft real-time transmissions. The optimization problem is solved through simulations performed in OMNeT++ and later verified experimentally on a Linux implementation.
EN
This article presents the use of fluid flow approximation to model interactions between a set of TCP, UDP and XCP flows in the environment of IP routers using AQM (Active Queue Management) algorithms to control traffic congestion. In contrast to other works, independent UDP and TCP streams are considered and the model allows to start and end data transmissions in TCP, UDP and XCP streams at any time moment. It incorporates several Active Queue Management mechanisms: RED, NLRED, CHOKe.
EN
In this paper, a new active queue management (AQM) algorithm for data traffic control in TCP/IP networks is developed. The algorithm design is based on the principles of discrete sliding-mode control. Unlike majority of earlier studies, the design procedure considers the effects of both non-negligible delay in transferring data and feedback information and unpredictable capacity variations. The switching function is selected to incorporate a delay compensation mechanism, which ensures efficient network operation even for large bandwidthdelay product connections. The proposed algorithm, implemented as a packet marking scheme, is tested in discrete event ns-2 simulator. The results show that the algorithm provides fast convergence to steady state after sudden, unanticipated capacity changes. By generating smaller overshoots, the proposed algorithm also allows for reducing buffer space requirements to avoid packet loss as compared to the benchmark AQM solutions.
EN
In the article we study a model of TCP connection with Active Queue Management in an intermediate IP router. We use the fluid flow approximation technique to model the interactions between the set of TCP flows and AQM algoithms. Computations for fluid flow approximation model are performed in the CUDA environment.
PL
Artykuł opisuje zastosowanie aproksymacji płynnej do modelowania interakcji pomiędzy zbiorem strumieni TCP, a mechanizmami aktywnego zarządzania buforami (AQM). Obliczenia zostały przeprowadzone w środowisku GPU. Wyniki przedstawione w artykule potwierdzają przewagę algorytmu CHOKe nad standardowym algorytmem AQM: mechanizmem RED.
11
Content available Analysis of CHOKe - family active queue management
EN
In the article we study a model of network transmissions with Active Queue Management in an intermediate IP router. We use the OMNET++ discrete event simulator to model the varies variants of the CHOKe algoithms. We model a system where CHOKe, xCHOKe and gCHOKe are the AQM policy. The obtained results shows the behaviour of these algorithms. The paper presents also the implementation of AQM mechanisms in the router based on Linux.
PL
W artykule został przedstawiony model sieciowej transmisji danych poprzez router z zaimplementowanymi mechanizmami Aktywnego Zarządzania Kolejką (AQM). Badania zachowania mechanizmów AQM zostały przeprowadzone przy użyciu symulatora zdarzeń dyskretnych OMNET++. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane w środowisku rzeczywistym. W oparciu o system operacyjny Linux stworzono programowy router implementujący mechanizmy wcześniej przebadane w środowisku symulacyjnym. Przeprowadzono analizę zachowania algorytmów AQM z rodziny CHOKe (CHOKe, xCHOKe, gCHOKe). W badaniach rozważano problem wpływu tych mechanizmów na tzw. agresywne (potrzebujące większego pasma) źródła transmisji danych.
12
Content available remote Prediction-based Active Queue Management in the Internet
EN
Random early detection (RED) is the most popular active queue management algorithm that is used by the Internet routers. This paper proposes a neuro-fuzzy controller which enhances the network performance by dynamically tuning of RED's maxp parameter. The controller first learns the network behavior against maxp variations and then adjusts maxp. Simulation results in ns-2 environment show that, the proposed learning RED, called LRED, keeps queue length and queuing delay in a pre-determined level and outperforms RED in terms of queue length and stability.
PL
W artykule zaprezentowano sterownik neuro-fuzzy który poprawia dynamiczne strojenie system RED stosowanego do kolejkowania w Internecie. Proponowany uczący się algorytm nazwany LRED pozwala na utrzymanie długości kolejki i opóźnienia w założonych granicach.
EN
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.
PL
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.
EN
Algorithms of queue management in IP routers determine which packet should be deleted when necessary. The article investigates the influence of the self-similarity on the optimal packet rejection probability function in a special case of NLRED queues. This paper describes another approach to the non-linear packet dropping function. We propose to use the solutions based on the polynomials with degree equals to 3. The process of obtaining the optimal dropping packets function has been presented. Our researches were carried out using the Discrete Event Simulator OMNET++. The AQM model was early verified using the discrete-time Markov chain. The obtained results show that the traffic characteristic has the great impact on the network node behavior, but self-similarity of network traffic has no influence on the choosing of the optimal dropping packet function.
15
EN
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.
PL
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.
16
Content available remote Analysis of AQM queues with queue size based packet dropping
EN
Queueing systems in which an arriving job is blocked and lost with a probability that depends on the queue size are studied. The study is motivated by the popularity of Active Queue Management (AQM) algorithms proposed for packet queueing in Internet routers. AQM algorithms often exploit the idea of queue-size based packet dropping. The main results include analytical solutions for queue size distribution, loss ratio and throughput. The analytical results are illustrated via numerical examples that include some commonly used blocking probabilities (dropping functions).
17
Content available remote Simulation models of fair scheduling for the TCP and UDP streams
EN
Nowadays, a lot of Internet applications are using UDP protocol to transport the data. The congestion control mechanisms built into TCP protocol in conjunction with the Active Queue Management mechanisms, during normal operation of the Internet network, favor UDP streams. The article investigates the influence of active queue menagement and scheduling algorithm on fairness of TCP and UDP data streams.
PL
We współczesnych aplikacjach, działających w sieci Internet transmisje realizuje się korzystając najczęściej z protokołu UDP. Mechanizm kontroli przeciążeń, wbudowany w TCP, współpracujący z mechanizmami AQM, działającymi w kolejkach powoduje, że znaczący udział ruchu UDP jest w stanie zawłaszczyć pasmo transmisji. W artykule badano wpływ różnych wariantów kolejkowania na ruch TCP i UDP, aby zapewnić możliwie najlepszy (najbardziej sprawiedliwy) podział pasma. Badania prowadzono z wykorzystaniem pakietu symulacyjnego OMNeT++ wraz z pakietem INET (do symulacji protokołu TCP/IP). Do funkcjonalności tych narzędzi dodano implementacje dla kolejek PRIO oraz SFQ (osobne kolejki dla ruchu TCP i UDP, obsługiwanych zgodnie z regulaminem FIFO oraz RED). Badania przeprowadzano dla różnych konfiguracji usług korzystających z UDP i TCP, współdzielacych łącze, stanowiące wąskie gardło pomiędzy podsieciami (Rys. 3). W symulacjach badano parametry kolejek (długość, liczba odrzuconych pakietów) oraz parametr RTT transmisji TCP. Dobranie właściwego sposobu kolejkowania jest zagadnieniem złożonym. Dla typowego mechanizmu RED obserwujemy zawłaszczanie łącza przez usługę UDP. Dla kolejek priorytetowych TCP oraz mechanizmu SFQ sytuacja jest odwrotna. Transmisja TCP o odpowiednio dużym natężeniu staje się dominująca, co bardzo niekorzystnie wpływa na UDP, szczególnie jeśli jest związany z usługami o określonych wymaganiach QoS (typu np. wideo w czasie rzeczywistym). Określone, drobne modyfikacje regulaminów także nie dają zauważalnej poprawy. Dla określonego przypadku można dobrać możliwie najlepszy mechanizm kolejkowania z odpowiednimi parametrami (w badanym przypadku było to PRIO dla kolejki UDP), w innej konfiguracji ruchu parametry i regulaminy kolejek dla najlepszego przypadku będą już inne. Trudno jest więc na tym etapie zaproponować rozwiązanie uniwersalne. Zaproponowanie takiego mechanizmu jest motywacją dla przyszłych prac w tej dziedzinie.
18
Content available Wykorzystanie logiki rozmytej w algorytmach AQM
PL
W obecnych czasach wymagania stawiane sieciom TCP/IP zostały znacznie zróżnicowane poprzez aplikacje wymagające odmiennych poziomów usług sieciowych QoS (ang. Quality of Service). Dodatkowo, wzrastający udział transmisji czasu rzeczywistego RTP wymusza poszukiwanie nowych metod aktywnego zarządzania obsługą pakietów w węzłach sieci. Autor wskazuje możliwość wykorzystania logiki rozmytej w mechanizmach adaptacyjnych AQM (ang. Active Queueing Management), w celu poprawy wydajności układów zarządzania przepływem pakietów.
EN
Active Queue Management (AQM) is the name given to router mechanisms used in congestion control. AQM mechanisms manage queue lengths by dropping (or marking) packets during building up congestion, that is, before the queue is full. End-systems can then react to such losses by reducing their packet rate, hence avoiding severe congestion. AQM mechanisms are also relevant in the context of DiffServ. The DiffServ architecture has been defined to provide IP networks with scalable quality of service (QoS) processing of traffic aggregates, based on a special field in the IP header. This paper presents new active queue management mechanisms to provide congestion control in TCP/IP best-effort networks. The author propose how to use fuzzy logic to better solve the drop tail problem in the basic AQM mechanism (REM) with one buffer and a server. The objective of the fuzzy controller is to determine the optimal admission policies so as to maximise the average profit (reward minus cost). The proposed fuzzy logic approach for congestion control allows using linguistic knowledge to capture the dynamics of nonlinear probability marking functions. In the introduction the author defines a structure of Supervisory Expert Control System [10, 12, 14] and the project aims illustrated in Figs. 2 and 3 [15]. In Section 3 the author presents implementation of a new algorithm FREM that uses a Fuzzy Logic Controller. The model of FREM algorithm [8] is shown in Fig. 5. In Section 5 the author shows the plan on future works: a project of the FLC controller and verification of the FREM algorithm performance. The paper presents the FREM algorithm with nonlinear probability marking functions. There is shown a conception of applying Supervisory Expert Control System to congestion control in TCP/IP networks. The author proposes how to ensure the adaptation ability of the REM algorithm. The presented solution requires an additional FLC supervisory module. The objective of fuzzy controller is to determine the optimal admission policies so as to maximise the average profit (reward minus cost). The proposed fuzzy logic approach to congestion control allows using linguistic knowledge to capture the dynamics of nonlinear probability marking functions.
19
Content available remote A model of TCP flows dynamics
EN
The fluid-flow approximation models iuvestigate with much success the dynamics and stability of TCP/RED connections. Their main assumption is that the fluctuations of variables characterizing the behaviour of the couuectioiis are relatively small, that enables the linearization of model and the use of traditional control analysis tools to obtain such measures as Bode gain, phase margins, tracking error or delay margin. The coutribution of this article is twofold: (i) preserving linear fluid-flow model, we propose its extension to the case when a network is composed of wired and wireless part. In this case we consider a variant of TCP algorithiu (TCP-DCR) and fluid-flow differential equations representing the size of congestion window. mean queue at the bottleneck router and loss probability at a RED queue are supplemented with terms representing constant loss probability due to transmission in wireless pait and probability that a fraction of these errors is recovered by a liuk levei mechanism. The decrease of congestion window due to TCP mechanism is delayed to allow the link protocol to deal with the errors. The nonlinear model is linearized and may be used to check the stability of closed-loop control. (ii) We propose to replace the linear fluid flow model of the congested router queue and its AQM politias by more complex one, based on diffusiou approximation. The model will allow us to follow the queue evolution and its dynamics as well as the dynamics of congestion control, also when the transmission is far from the working point, including the case of saturated buffer. It might be especially useful when the counection dynamics is investigated in presence of large uncontrolled flows of UDP.
PL
Modele oparte na aproksymacji płynnej pozwalają na analizy funcjonowania połączeń TCP w obecności aktywnych metod zarządzania kolejką, takich jak RED. Wykorzystując lineralizacje modelu aproksymacji płynnej wokół punktu pracy, można dokonać badania stabilności połączenia TCP wykreślając wykresy Bode'go oraz Nyquista. W artykule rozwinięto dwa zagadnienia: (i) Zaproponowano rozszerzenie modelu aproksymacji płynnej znanego z Literatury o przypadek sieci zbudowanej z 2 części - przewodowej i bezprzewodowej. Autorzy rozpatrują wariant algorytmu regulacji rozmiaru okna protokołu TCP o nazwie TCP-DCR, dla którego wyznaczono równania różniczkowe aproksymacji płytnnej opisujące rozmiar okna TCP. długość kolejki oraz prawdopodobieństwo strat pakietów w koejce RED, uwzględniające straty pakietów w bezprzewodowej części sieci. Opracowany model jest następnie zlineralizowarry w celu przeprowadzenia analizy stabilności, (ii) Autorzy proponują zastąpić liniowy model przeciążonego rutera modelem opartym na aproksymacji dyfuzyjnej, pozwalającym na bad zmian długości kolejki w obecności zewnętrznych źródeł ruchu np. UDP.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.