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MIT最新研究:網(wǎng)絡擁塞算法存在設計缺陷

來源:聚銘網(wǎng)絡    發(fā)布時間:2022-08-24    瀏覽次數(shù):
 

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網(wǎng)絡擁塞控制和服務質(zhì)量(QoS)是兩個緊密相關的課題,對網(wǎng)絡進行有效的擁塞控制是提供有保證的網(wǎng)絡服務質(zhì)量的基礎,也是互聯(lián)網(wǎng)和專網(wǎng)高效率運行的根本保障之一。

麻省理工學院的一項研究發(fā)現(xiàn),基于當前的擁塞控制算法(CCA)根本不可能創(chuàng)建一個公平、平等和無”饑餓”現(xiàn)象的網(wǎng)絡。

本周一麻省理工學院發(fā)布的論文發(fā)現(xiàn),無論采用何種網(wǎng)絡擁塞控制算法,例如Google的BBR、FAST等,都會受到網(wǎng)絡物理限制的影響,導致一些用戶的帶寬被“餓死”。

研究人員在論文中說:“我們的定理表明,網(wǎng)絡擁塞控制算法最多只能從高吞吐量、低延遲范圍以及沒有饑餓現(xiàn)象(編者:一種極度的網(wǎng)絡資源分配不公平現(xiàn)象,例如嚴重卡頓和帶寬枯竭)這三個屬性中同時選擇兩個,無法同時全部實現(xiàn)?!?

該論文引用了一些非擁塞的網(wǎng)絡問題,例如ACK聚合和終端主機調(diào)度,它們破壞了嚴格的算法控制,通過估計來處理那些網(wǎng)絡上發(fā)生的超出控制范圍的事件。

研究人員寫道,在理想情況下,在單個網(wǎng)絡上運行的擁塞控制算法旨在聚合并協(xié)同工作,以實現(xiàn)盡可能小的延遲范圍。據(jù)研究人員稱,這恰恰就是問題的癥結(jié)所在。

“由于大多數(shù)CCA試圖在多個數(shù)量級的速率下工作,它們必須將一個大的速率范圍映射到一個小的延遲范圍。因此,即使預估排隊延遲的微小變化也會引起巨大的變化?!痹搱F隊寫道。

換而言之,雖然算法試圖掌控一切,但它們根本無法將現(xiàn)實世界中的物理缺陷或非擁塞延遲納入計算。

我們能設計出更好的擁塞控制算法嗎?

該論文承認,其結(jié)論“對于限制延遲的擁塞控制算法來說是一個噩耗”,并提出了“我們是否注定要在限制延遲和避免饑餓現(xiàn)象之間做出選擇”的嚴峻問題。

論文的首席研究作者、麻省理工學院計算機科學家Venkat Arun在接受IEEE Spectrum采訪時表示,他的團隊的發(fā)現(xiàn)為以前歸因于算法決策不佳和網(wǎng)絡容量不足的擁塞控制算法問題提供了新的思路。

Arun和他的團隊的研究表明,擁塞控制算法本身根本不是為了解決網(wǎng)絡抖動而設計的,該論文使用它來指代網(wǎng)絡延遲的非擁塞原因?!拔覀儾幌嘈磐ㄟ^將丟失率(或延遲)映射到發(fā)送率的算法來規(guī)避這個問題是可能的。”該團隊寫道。

對于這個這個看似不可避免的網(wǎng)絡管理僵局,MIT團隊提出了一些解決建議。在論文中,該團隊提出了幾項建議,例如增加算法排隊時間以解決抖動問題。

盡管如此,該團隊得出的結(jié)論是,即使這樣可能還不夠?!凹兇獾亩说蕉藫砣刂扑惴赡芸偸菚龅轿覀儼l(fā)現(xiàn)的問題,并且需要網(wǎng)絡內(nèi)支持,例如主動隊列管理、顯式擁塞信號或更強的隔離?!?

論文地址:http://people.csail.mit.edu/venkatar/cc-starvation.pdf


 
 

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