La detección temprana aleatoria ( RED ), también conocida como descarte temprano aleatorio o caída temprana aleatoria , es una disciplina de colas para un programador de red adecuado para evitar la congestión . [1]
En el algoritmo de caída de cola convencional, un enrutador u otro componente de red almacena en el buffer tantos paquetes como puede y simplemente descarta los que no puede almacenar en el buffer. Si los buffers están constantemente llenos, la red está congestionada . La caída de cola distribuye injustamente el espacio de amortiguación entre los flujos de tráfico. La caída de cola también puede conducir a la sincronización global de TCP, ya que todas las conexiones TCP se "retienen" simultáneamente y luego avanzan simultáneamente. Las redes se vuelven subutilizadas y se inundan (alternativamente, en oleadas).
RED soluciona estos problemas descartando paquetes de forma preventiva antes de que el búfer se llene por completo. Utiliza modelos predictivos para decidir qué paquetes descartar. Fue inventado a principios de la década de 1990 por Sally Floyd y Van Jacobson . [2]
RED monitorea el tamaño promedio de la cola y descarta (o marca cuando se usa junto con ECN ) paquetes según probabilidades estadísticas . Si el búfer está casi vacío, se aceptan todos los paquetes entrantes. A medida que crece la cola, también aumenta la probabilidad de descartar un paquete entrante. Cuando el búfer está lleno, la probabilidad llega a 1 y todos los paquetes entrantes se descartan.
RED es más justo que tail drop, en el sentido de que no posee un sesgo contra el tráfico en ráfagas que utiliza sólo una pequeña porción del ancho de banda. Cuanto más transmite un host, más probable es que sus paquetes se eliminen, ya que la probabilidad de que se elimine un paquete de un host es proporcional a la cantidad de datos que tiene en una cola. La detección temprana ayuda a evitar la sincronización global de TCP.
Según Van Jacobson, "en el RED clásico no hay uno, sino dos errores". [3] Se desarrollaron mejoras al algoritmo y se preparó un borrador [4] , pero el artículo nunca se publicó y las mejoras no se difundieron ni implementaron ampliamente. Se ha trabajado un poco para intentar finalizar la investigación y corregir los errores. [3]
Pure RED no se adapta a la diferenciación de calidad de servicio (QoS). RED ponderado (WRED) y RED con entrada y salida (RIO) [5] proporcionan detección temprana con consideraciones de QoS.
En RED ponderado puede tener diferentes probabilidades para diferentes prioridades ( precedencia de IP , DSCP ) y/o colas. [6]
El algoritmo RED adaptativo o RED activo (ARED) [7] infiere si hacer que RED sea más o menos agresivo en función de la observación de la longitud promedio de la cola. Si la longitud promedio de la cola oscila alrededor del umbral mínimo , entonces la detección temprana es demasiado agresiva. Por otro lado, si la longitud promedio de la cola oscila alrededor del umbral máximo , entonces la detección temprana está siendo demasiado conservadora. El algoritmo cambia la probabilidad según la agresividad con la que detecta que se ha estado descartando tráfico.
Véase Srikant [8] para una descripción detallada de estas técnicas y su análisis.
Se propuso un algoritmo robusto de detección temprana aleatoria (RRED) para mejorar el rendimiento de TCP contra ataques de denegación de servicio (DoS), en particular ataques de denegación de servicio de baja velocidad (LDoS). Los experimentos han confirmado que los algoritmos similares a RED existentes son notablemente vulnerables ante ataques de denegación de servicio (LDoS) de baja velocidad debido al tamaño oscilante de la cola TCP causado por los ataques. [9] El algoritmo RRED puede mejorar significativamente el rendimiento de TCP en ataques de denegación de servicio de baja tasa. [9]
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