Control de congestión adaptativo en redes Infiniband

El uso de recursos compartidos en las redes de interconexión de alta performance puede provocar situaciones de congestión de mensajes que degradan notablemente las prestaciones, aumentando la latencia de trasporte y disminuyendo la utilización de la red. Hasta el momento las técnicas que intentan solucionar este problema utilizan la regulación de la inyección de mensajes. Esta limitación de la inyección traslada la contención de mensajes desde los conmutadores hacia los nodos fuente, incrementando el valor de la latencia promedio global, pudiendo alcanzar valores muy elevados. En este trabajo, proponemos una técnica de control de congestión para redes InfiniBand basada en un mecanismo de encaminamiento adaptativo que distribuye el volumen de comunicaciones entre diversas trayectorias alternativas quitando carga de la zona de congestión, lo que permite eliminarla. La experimentación realizada muestra la mejora obtenida en latencia y throughput, respecto al mecanismo de control de congestión original de InfiniBand basado en la regulación de la inyección. El mecanismo propuesto es totalmente compatible y no requiere que se modifique ningún aspecto de la especificación, debido a que se utilizan componentes de gestión definidos en el estándar InfiniBand

Control de Congestión TCP y mecanismos AQM

En los últimos años se ha ido poniendo énfasis particularmente en la importancia del retraso sobre la capacidad. Hoy en día, nuestras redes se están volviendo más y más sensibles a la latencia debido a la proliferación de aplicaciones y servicios como el VoIP, la IPTV o el juego online donde un retardo bajo es esencial para un desempeño adecuado y una buena experiencia de usuario. La mayor parte de este retraso innecesario se debe al mal funcionamiento de algunos búferes que pueblan internet. En vez de desempeñar la tarea para la que fueron creados, absorber eventuales ráfagas de paquetes con el fin de prevenir su pérdida, hacen creer al mecanismo de control de congestión que la ruta hacia el destino actual tiene más ancho de banda que el que posee realmente. Cuando la pérdida de paquetes ocurre, si es que lo hace, es demasiado tarde y el daño en el enlace, en forma de tiempo de transmisión adicional, ya se ha producido. En este trabajo de fín de grado intentaremos arrojar luz sobre una solución específica cuyo objetivo es el de reducir el retardo extra producido por esos hinchados búferes, la Gestión Avanzada de Colas o Active Queue Management (AQM). Hemos testeado un grupo de estos algoritmos AQM junto con diferentes modificaciones del control de congestión de TCP con el fín de entender las interacciones generadas entre esos dos mecanismos, realizando simulaciones en varios escenarios caracterísiticos tales como enlaces transoceánicos o enlaces de acceso a red, entre otros.In recent years, the relevance of delay over throughput has been particularly emphasized. Nowadays our networks are getting more and more sensible to latency due to the proliferation of applications and services like VoIP, IPTV or online gaming where a low delay is essential for a proper performance and a good user experience. Most of this unnecessary delay is created by the misbehaviour of many bu ers that populate Internet. Instead of performing the task for what they were created for, absorbing eventual packet bursts to prevent loss, they deceive the sender's congestion control mechanisms into believing that the current path to the destination has more bandwidth than it really has. When the loss event occurs, if it does, it's too late and the damage on the path, in terms of additional transmission time, has been done. On this bachelor thesis we will try to throw light over an speci c solution that aims to reduce the extra delay produced by these bloated bu ers: Active Queue Management. We have tested a bunch of AQM algorithms with di erent TCP modi cations in order to understand the interactions between these two mechanisms. We performed simulations testing various characteristic scenarios like Transoceanic links or Access link scenarios, among other.Ingeniería Telemátic

Control de congestión en redes inalámbricas de sensores

La congestión en Redes Inalámbricas de Sensores puede ocasionar comportamientos no deseados como baja eficiencia energética, altos retardos en la comunicación, uso ineficiente de recursos, alta probabilidad de degradación de servicio, alto riesgo de pérdida de paquetes, etc. Con las proyecciones de crecimiento de trafico en Internet y la adopción de IoT es necesario investigar y desarrollar métodos de control de congestión que detecten, notifiquen y mitiguen la congestión en una WSN. Se el presente, se considera un método distribuido de múltiples capas llamado MLDC (Multi-Layer and Distributed Congestion Control). Este considera las capas a) Acceso prioritario al canal, b) Administración del buffer, c) Algoritmo de enrutamiento y una aplicación basada en MLDC. Se realiza una novedosa evaluación comparativa de diferentes métodos de control de congestión en tres diferentes topologías de red. MLDC trabaja apropiadamente en todas las topologías evaluadas mejorando el comportamiento de la red.Congestion in Wireless Sensor Networks (WSN) may cause non-desirables behaviors like low energy efficiency, high delay in the communication, inefficient use of network resources, high probability of service degradation, high risk of packet loss, etc. With the projections of increasing Internet traffic in next years and the adoption of the IoT in people's daily lives, it is necessary to investigate and develop congestion control methods that detect, notify and mitigate congestion in a WSN. To meet this challenge, a method that considers a distributed and multi-layer congestion control called MLDC (Multi-Layer and Distributed Congestion Control) is proposed. It considers the layers a) Priority access to the channel, b) Buffer management, c) Routing algorithm to avoid and mitigate congestion and d) MLDC-based application. A novel comparative evaluation of different Congestion control methods in three network topologies is carried out. MLDC works properly in all the topologies evaluated, improving the behavior of the network and reaching and optimizing the proposed congestion control metrics.Magíster en Ingeniería ElectrónicaMaestrí

Contienda entre las variantes del protocolo TCP Vegas y Reno por los recursos de la red en un modelo híbrido simple

El presente trabajo aborda la problemática que se observa al convivir diferentes variantes de los algoritmos de control de congestión en la competencia por los recursos compartidos de la red. Dada la naturaleza de las redes IP, es deseable el uso justo de estos recursos por los distintos flujos TCP, sin perder de vista las posibles degradaciones del rendimiento en los enlaces inalámbricos. De esta manera, se propone analizar cómo interactúan dos flujos TCP similares que utilizan algoritmos de control de congestión conceptualmente diferentes, como son Reno y Vegas, compitiendo por los recursos de una red hibrida con enlaces cableados e inalámbricos.Eje: Arquitectura, Redes y Sistemas Operativos.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Contienda entre las variantes del protocolo TCP Vegas y Reno por los recursos de la red en un modelo híbrido simple

El presente trabajo aborda la problemática que se observa al convivir diferentes variantes de los algoritmos de control de congestión en la competencia por los recursos compartidos de la red. Dada la naturaleza de las redes IP, es deseable el uso justo de estos recursos por los distintos flujos TCP, sin perder de vista las posibles degradaciones del rendimiento en los enlaces inalámbricos. De esta manera, se propone analizar cómo interactúan dos flujos TCP similares que utilizan algoritmos de control de congestión conceptualmente diferentes, como son Reno y Vegas, compitiendo por los recursos de una red hibrida con enlaces cableados e inalámbricos.Eje: Arquitectura, Redes y Sistemas Operativos.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Demora en cola aplicada al control de congestión TCP

Los métodos de control de congestión utilizados por TCP se basan en modificar la tasa de envío en función de la carga de la red. Tradicionalmente la estimación se hacía sólo en base a las pérdidas de paquetes. Dos problemas conocidos de este mecanismo son la necesaria producci´on de pérdidas de paquetes para estimar la carga y la sincronización de flujos. En 1989 surge la idea de utilizar la demora ida y vuelta experimentada por los paquetes (RTT) para detectar la congestión anticipadamente. El emisor disminuye entonces su tasa de envío antes de que se produzca una pérdida, mejorando la eficiencia del protocolo y el throughput de la red (p. ej. TCP Vegas y FAST). Si bien medir el RTT es sencillo, el valor obtenido no basta para una correcta estimación de la carga, ya que se debe tener en cuenta, entre otros factores, la asimetría en los caminos de ida y de vuelta. Por eso se ha intentado estimar la carga en la red de manera más precisa a partir de la demora emisor-receptor (OWD: one way delay). Sin embargo, medir esta demora no es inmediato, ya que los relojes del emisor y del receptor deben estar sincronizados, para lo que se recurre a servidores NTP o uso de GPS. Esto es adecuado para algunas aplicaciones (p.ej.VoIP), pero no para el caso de flujos TCP, ya que por su número y ubicación pueden generar un overhead considerable (NTP) o no tener capacidad de GPS.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa (SADIO

Demora en cola aplicada al control de congestión TCP

Los métodos de control de congestión utilizados por TCP se basan en modificar la tasa de envío en función de la carga de la red. Tradicionalmente la estimación se hacía sólo en base a las pérdidas de paquetes. Dos problemas conocidos de este mecanismo son la necesaria producci´on de pérdidas de paquetes para estimar la carga y la sincronización de flujos. En 1989 surge la idea de utilizar la demora ida y vuelta experimentada por los paquetes (RTT) para detectar la congestión anticipadamente. El emisor disminuye entonces su tasa de envío antes de que se produzca una pérdida, mejorando la eficiencia del protocolo y el throughput de la red (p. ej. TCP Vegas y FAST). Si bien medir el RTT es sencillo, el valor obtenido no basta para una correcta estimación de la carga, ya que se debe tener en cuenta, entre otros factores, la asimetría en los caminos de ida y de vuelta. Por eso se ha intentado estimar la carga en la red de manera más precisa a partir de la demora emisor-receptor (OWD: one way delay). Sin embargo, medir esta demora no es inmediato, ya que los relojes del emisor y del receptor deben estar sincronizados, para lo que se recurre a servidores NTP o uso de GPS. Esto es adecuado para algunas aplicaciones (p.ej.VoIP), pero no para el caso de flujos TCP, ya que por su número y ubicación pueden generar un overhead considerable (NTP) o no tener capacidad de GPS.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa (SADIO

Balanceo distribuido del encaminamiento para topologías fat-tree sobre redes Infiniband

Las redes de interconexión juegan un papel importante en el rendimiento de los sistemas de altas prestaciones. Actualmente la gestión del encaminamiento de los mensajes es un factor determinante para mantener las prestaciones de la red. Nuestra propuesta es trabajar sobre un algoritmo de encaminamiento adaptativo, que distribuye el encaminamiento de los mensajes para evitar los problemas de congestión en las redes de interconexión, que aparecen por el gran volumen de comunicaciones de aplicaciones científicas ó comerciales. El objetivo es ajustar el algoritmo a una topología muy utilizada en los sistemas actuales como lo es el fat-tree, e implementarlo en una tecnología Infiniband. En la experimentación realizada comparamos el método de control de congestión de la arquitectura Infiniband, con nuestro algoritmo. Los resultados obtenidos muestran que mejoramos los niveles de latencia por encima de un 50% y de throughput entre un 38% y un 81%.Les xarxes de interconnexió juguen un paper molt important en el rendiment dels sistemes d'altes prestacions. Actualment la gestió de l'encaminament dels missatges és un factor determinant per mantenir les prestacions de la xarxa. La nostra proposta és dissenyar un algorisme de encaminament adaptatiu que distribueixi el encaminament dels missatges per evitar els problemes de congestió en les xarxes de interconnexió, els quals apareixen pel gran volum de comunicacions de aplicacions científiques o comercials. L'objectiu és ajustar l'algorisme a una topologia molt utilitzada en els sistemes actuals como ho es el fat-tree, i implementar-ho per a una tecnologia Infiniband. En l'experimentació realitzada comparem el mètode de control de congestió de lʹarquitectura Infiniband amb el nostre algorisme. Els resultats obtinguts mostren que millorem els nivells de latència per sobre dʹun 50% i de throughput entre un 38% i un 81%.Interconnection networks play an important role in the throughput of high performance systems. Currently, the message routing management is a key factor to maintain network performance. Our proposal is to work on an adaptive routing algorithm, which distributes message routing to avoid congestion problems on interconnection networks that appear due to the large volume of scientific or commercial application communications. The aim is to adjust the algorithm to a topology that is widely used in existing systems such as fat-tree, and couple it with Infiniband technology. In our experiments we compare the control congestion method on Infiniband architecture, with our algorithm. The results obtained shown that latency levels have been improved above 50% and throughput between 38% and 81%

Algoritmos de gestión de tráfico: Leaky Bucket, Token Bucket y Virtual Scheduling

Este artículo presenta los tres algoritmos principales empleados para el control de congestión en redes de comunicaciones: Leaky Bucket, Token Bucket y Virtual Scheduling. Su objetivo es evitar que el tráfi co llegue a niveles inaceptables de ..

Transporte de datos multicast confiable con control de congestión dinámico

La naturaleza de la transmisión multicast hace que sea un mecanismo no orientado a conexión, por lo que la mayoría de los protocolos multicast se desarrollan sobre la capa de transporte UDP y sobre este es necesario construir un esquema de confiabilidad. Para aplicaciones de “streaming” de audio o vídeo, la pérdida ocasional de un segmento es aceptable, pero al transmitir datos críticos (archivos, programas, etc.) es necesario un mecanismo que garantice confiabilidad. Por lo tanto se presenta en esta publicaci´on una propuesta de transmisión multicast confiable con control de congestión, como alternativa a los mecanismos disponibles en la actualidad.XI Workshop Arquitectura, Redes y Sistemas Operativos (WARSO).Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI