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Gestión activa de colas

En enrutadores y conmutadores , la gestión activa de colas ( AQM ) es la política de descartar paquetes dentro de un búfer asociado con un controlador de interfaz de red (NIC) antes de que ese búfer se llene, a menudo con el objetivo de reducir la congestión de la red o mejorar de extremo a extremo. latencia. Esta tarea la realiza el planificador de red , que para ello utiliza diversos algoritmos como la detección temprana aleatoria (RED), la notificación explícita de congestión (ECN) o el retraso controlado ( CoDel ). RFC 7567 recomienda la gestión activa de colas como mejor práctica.

Descripción general

Un enrutador de Internet normalmente mantiene un conjunto de colas, una o más por interfaz, que contienen paquetes programados para salir en esa interfaz. Históricamente, estas colas utilizan una disciplina de cola de caída : un paquete se coloca en la cola si ésta es más corta que su tamaño máximo (medido en paquetes o en bytes) y, en caso contrario, se descarta.

Las disciplinas de cola activa descartan o marcan paquetes antes de que la cola esté llena. Normalmente, funcionan manteniendo una o más probabilidades de descartar/marcar y, ocasionalmente, descartar o marcar paquetes según las probabilidades antes de que se llene la cola.

Beneficios

Las colas de cola ascendente tienden a penalizar los flujos en ráfagas y a provocar una sincronización global entre flujos. Al descartar paquetes de forma probabilística, las disciplinas AQM normalmente evitan ambos problemas. [1]

Al proporcionar a los puntos finales una indicación de congestión antes de que la cola esté llena, las disciplinas de AQM pueden mantener una longitud de cola más corta que las colas de cola desplegable, lo que combate la sobrecarga del buffer y reduce la latencia de la red .

Desventajas

Las primeras disciplinas AQM (en particular, RED y SRED) requieren un ajuste cuidadoso de sus parámetros para proporcionar un buen rendimiento. Estos sistemas no se comportan de manera óptima desde la perspectiva de la teoría del control . [2] Las disciplinas AQM modernas (ARED, Blue , PI , CoDel , CAKE ) son autoajustables y se pueden ejecutar con sus parámetros predeterminados en la mayoría de las circunstancias.

Históricamente, los ingenieros de redes han sido capacitados para evitar la pérdida de paquetes y, por lo tanto, en ocasiones han sido críticos con los sistemas AQM que descartan paquetes: "¿Por qué debería descartar paquetes en perfecto estado cuando todavía tengo espacio libre en el buffer?" [3]

Simulación

Se establece una plataforma de simulación de gestión activa de colas y denegación de servicio (AQM&DoS) basada en el código de simulación NS-2 del algoritmo RRED . La plataforma de simulación AQM&DoS puede simular una variedad de ataques DoS (DoS distribuido, Spoofing DoS, DoS de baja velocidad, etc.) y algoritmos AQM (RED, RRED , SFB, etc.). Calcula y registra automáticamente el rendimiento promedio de los flujos TCP normales antes y después de los ataques DoS para facilitar el análisis del impacto de los ataques DoS en los flujos TCP normales y los algoritmos AQM. [4]

Algoritmos de gestión de colas activas

Referencias

  1. ^ Floyd, salida; Jacobson, Van (agosto de 1993). "Puertas de enlace de detección temprana aleatoria (RED) para evitar la congestión". Transacciones IEEE/ACM en redes . 1 (4): 397–413. CiteSeerX  10.1.1.147.3833 . doi : 10.1109/90.251892. S2CID  221977646 . Consultado el 16 de marzo de 2008 .
  2. ^ CV Hollot, Vishal Misra, Don Towsley y Wei-Bo Gong, Análisis y diseño de controladores para enrutadores AQM que admiten flujos TCP
  3. ^ "El cerebro criminal: ¡bufferbloat!". Divagaciones de jg . Gettys.wordpress.com. 2010-12-03 . Consultado el 23 de enero de 2014 .
  4. ^ "Plataforma de simulación AQM y DoS: Changwang Zhang".
  5. ^ Imer, Orhan; Basar, Tamer (diciembre de 2005). "Un resultado de estabilidad global en el control de la congestión basado en los servicios públicos" (PDF) . Actas de la 44ª Conferencia IEEE sobre Decisión y Control y la Conferencia Europea de Control 2005 : 6740–6743.
  6. ^ Athuraliya, S. (junio de 2001). "REM: Gestión activa de colas". Transacciones IEEE en redes . 15 (3): 48–53.
  7. ^ Ratul Mahajan, Sally Floyd y David Wetherall, Control de flujos de gran ancho de banda en enrutadores congestionados, ICNP 2001
  8. ^ Changwang Zhang, Jianping Yin, Zhiping Cai y Weifeng Chen, RRED: algoritmo RED robusto para contrarrestar ataques de denegación de servicio de baja tasa, IEEE Communications Letters, vol. 14, págs. 489-491, 2010. Ref.
  9. ^ Changwang Zhang, Jianping Yin y Zhiping Cai, RSFB: un algoritmo estocástico justo azul resistente contra la suplantación de ataques DDoS, en el Simposio internacional sobre tecnologías de la información y la comunicación (ISCIT), 2009. Ref.
  10. ^ "Gestión inteligente de colas". bufferbloat.net . Consultado el 3 de octubre de 2020 .
  11. ^ "OpenWrt · Conformación del tráfico · SQM". OpenWrt.org . Proyecto OpenWrt . 2 de enero de 2017 . Consultado el 3 de octubre de 2020 .