Abstract:
Low latency networks require the modification of the actual queuing management in order to avoid large queuing delay. Nowadays, TCP’s congestion control maximizes the throughput of the link providing benefits to large flow packets. However, nodes’ buffers may get fully filled, which would produce large time delays and packet dropping situations, named as bufferbloat problem. For actual time-sensitive applications demand, such as VoIP, online gaming or financial trading, these queueing times cause bad quality of service being directly noticed in user’s utilization. This work studies the different alternatives for active queue management (AQM) in the nodes links, optimizing the latency of the small flow packets and, therefore, providing better quality for low latency
networks in congestion scenarios. AQM models are simulated in a dumbbell topology with ns3 software, which shows the diverse latency values (measured in RTT) according to network situations and the algorithm that has been installed. In detail, RED, CoDel, PIE, and FQ_CoDel algorithms are studied, plus the modification of the TCP sender’s congestion control with Alternative Backoff with ECN (ABE) algorithm. The simulations will display the best queueing times for the implementation that mixes FQ_CoDel with ABE, the one which maximizes the throughput reducing the latency of the packets. Thus, the modification of queueing management with FQ_CoDel and the implementation of ABE in the sender will solve the bufferbloat problem offering the required quality for low latency networks.Resumen
Las redes de baja latencia requieren la modificación de la actual gestión de las colas con el
fin de eludir los extensos tiempos de retardo. Hoy en d´ıa, el control de congestión de TCP maximiza
el rendimiento (throughput) del enlace otorgando beneficio a los grandes flujos de datos,
sin embargo, los buffers son plenamente cargados generando altos tiempos de retardo y fases de
retirada de paquetes, llamada a esta situación el problema de Bufferbloat. Par las aplicaciones
contempor´aneas como las llamadas VoIP, los juegos on-line o los intercambios financieros; estos
tiempos de cola generan una mala calidad de servicio detectada directamente por los usuarios
finales. Este trabajo estudia las diferentes alternativas de la gestión activa de colas (AQM), optimizando
la latencia de los peque˜nos flujos y, por lo tanto, brindando una mejor calidad para las
redes de baja latencia en situaciones de congestión. Los modelos AQM han sido evaluados en una
topolog´ıa ’dumbbell’ mediante el simulador ns3, entregando resultados de latencia (medidos en
RTT) de acuerdo con la situación del enlace y el algoritmo instalado en la cola. Concretamente,
los algoritmos estudiados han sido RED, CoDel, PIE y FQ_CoDel; adem´as de la modificación
del control de congestión TCP del emisor denominada ABE (Alternative Backoff with ECN). Las
simulaciones que mejor resultados ofrecen son las que implementan combinación de FQ_CoDel
con el algoritmo ABE, maximizando el rendimiento y reduciendo la latencia de los paquetes. Por
lo tanto, la modificación con FQ_CoDel en las colas y la de ABE en el emisor ofrecen una solución
al problema del Bufferbloat altamente solicitada por las redes de baja latencia
