Активное управление очередью
В маршрутизаторах и коммутаторах ) — это активное управление очередью ( AQM политика удаления пакетов внутри буфера, связанного с контроллером сетевого интерфейса (NIC), до того, как этот буфер заполнится, часто с целью уменьшения перегрузки сети или улучшения сквозной передачи данных. задержка. Эту задачу выполняет планировщик сети , который для этой цели использует различные алгоритмы, такие как случайное раннее обнаружение (RED), Explicit Congestion Notification (ECN) или контролируемую задержку ( CoDel ). RFC 7567 рекомендует активное управление очередями в качестве наилучшей практики.
Обзор
[ редактировать ]Интернет-маршрутизатор обычно поддерживает набор очередей, по одной или несколько на каждый интерфейс, в которых хранятся пакеты, запланированные для отправки на этот интерфейс. Исторически в таких очередях используется принцип отбрасывания хвостов : пакет помещается в очередь, если очередь короче максимального размера (измеряется в пакетах или байтах), и отбрасывается в противном случае.
Активная очередь дисциплинирует удаление или маркировку пакетов до того, как очередь заполнится. Обычно они работают, поддерживая одну или несколько вероятностей отбрасывания/маркировки и время от времени отбрасывая или маркируя пакеты в соответствии с вероятностями до того, как очередь заполнится.
Преимущества
[ редактировать ]Очереди с отпадающим хвостом имеют тенденцию наказывать неравномерные потоки и вызывать глобальную синхронизацию между потоками. Путем вероятностного отбрасывания пакетов дисциплины AQM обычно позволяют избежать обеих этих проблем. [1]
Предоставляя конечным точкам индикацию перегрузки до того, как очередь заполнится, дисциплины AQM могут поддерживать более короткую длину очереди, чем очереди с отпадающим хвостом, что борется с раздуванием буфера и снижает задержку в сети .
Недостатки
[ редактировать ]Ранние дисциплины AQM (особенно RED и SRED) требуют тщательной настройки своих параметров, чтобы обеспечить хорошую производительность. Эти системы ведут себя неоптимально с точки зрения теории управления . [2] Современные дисциплины AQM (ARED, Blue , PI , CoDel , CAKE ) являются самонастраивающимися и в большинстве случаев могут запускаться с параметрами по умолчанию.
Сетевых инженеров исторически учили избегать потери пакетов, и поэтому они иногда критиковали системы AQM, которые отбрасывают пакеты: «Почему я должен отбрасывать совершенно хорошие пакеты, когда у меня еще есть свободное буферное пространство?» [3]
Моделирование
[ редактировать ]Платформа моделирования активного управления очередями и отказа в обслуживании (AQM&DoS) создана на основе NS-2 кода моделирования алгоритма RRED . Платформа моделирования AQM&DoS может моделировать различные DoS-атаки (распределенный DoS, спуфинг DoS, низкоскоростной DoS и т. д.) и алгоритмы AQM (RED, RRED , SFB и т. д.). Он автоматически вычисляет и записывает среднюю пропускную способность обычных потоков TCP до и после DoS-атак, чтобы облегчить анализ влияния DoS-атак на обычные потоки TCP и алгоритмы AQM. [4]
Алгоритмы управления активной очередью
[ редактировать ]- Синий и стохастический индикатор Fair Blue (SFB)
- Общие приложения остаются улучшенными (CAKE)
- Контролируемая задержка (CoDel)
- FQ-CoDel
- Модифицированный-REM (M-REM) [5]
- ПИ-регулятор
- Случайное раннее обнаружение (RED)
- Случайная экспоненциальная маркировка (REM) [6]
- RED с льготным отказом (RED-PD) [7]
- Надежное случайное раннее обнаружение (RRED) [8]
- RSFB : устойчивый алгоритм Stochastic Fair Blue против поддельных DDoS-атак. [9]
- Smart Queue Management (SQM) — сочетание AQM с QOS и другими методами. [10] [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Флойд, Салли; Джейкобсон, Ван (август 1993 г.). «Шлюзы случайного раннего обнаружения (RED) для предотвращения перегрузок» . Транзакции IEEE/ACM в сети . 1 (4): 397–413. CiteSeerX 10.1.1.147.3833 . дои : 10.1109/90.251892 . S2CID 221977646 . Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ К.В. Холлот, Вишал Мисра, Дон Таусли и Вэй-Бо Гонг, Анализ и проектирование контроллеров для маршрутизаторов AQM, поддерживающих TCP-потоки.
- ^ «Преступный гений: раздувание буфера!» . jg's Ramblings . Gettys.wordpress.com. 03.12.2010 . Проверено 23 января 2014 г.
- ^ «Платформа моделирования AQM&DoS — Чанван Чжан» .
- ^ Имер, Орхан; Басар, Тамер (декабрь 2005 г.). «Результат глобальной стабильности в области контроля перегрузок на основе коммунальных услуг» (PDF) . Материалы 44-й конференции IEEE по принятию решений и управлению и Европейской конференции по управлению, 2005 г .: 6740–6743.
- ^ Атуралия, С. (июнь 2001 г.). «REM: Активное управление очередью». Транзакции IEEE в сети . 15 (3): 48–53.
- ^ Ратул Махаджан, Салли Флойд и Дэвид Везералл, Управление потоками с высокой пропускной способностью на перегруженном маршрутизаторе , ICNP 2001
- ^ Чанван Чжан, Цзяньпин Инь, Чжипин Цай и Вэйфэн Чен, RRED: надежный алгоритм RED для противодействия низкочастотным атакам типа «отказ в обслуживании» , IEEE Communications Letters, vol. 14, стр. 489-491, 2010. Ссылка.
- ^ Чанван Чжан, Цзяньпин Инь и Чжипин Цай, RSFB: устойчивый стохастический алгоритм Fair Blue против поддельных DDoS-атак , на Международном симпозиуме по коммуникационным и информационным технологиям (ISCIT), 2009. Ссылка
- ^ «Умное управление очередью» . ufferbloat.net . Проверено 3 октября 2020 г. .
- ^ «OpenWrt·Формирование трафика·SQM» . OpenWrt.org . Проект OpenWrt . 2 января 2017 года . Проверено 3 октября 2020 г. .