En enrutadores y conmutadores , la administración de colas activas ( AQM ) es la política de colocar 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 un extremo a otro. latencia. Esta tarea la realiza el programador de la red , que para ello utiliza varios algoritmos, como la detección temprana aleatoria (RED), la notificación explícita de congestión (ECN) o el retardo controlado ( CoDel ). RFC 7567 recomienda la gestión de colas activa como práctica recomendada.
Descripción general
Un enrutador de Internet generalmente mantiene un conjunto de colas, una o más por interfaz, que contienen los paquetes programados para salir en esa interfaz. Históricamente, estas colas utilizan una disciplina de descarte : un paquete se coloca en la cola si la cola es más corta que su tamaño máximo (medido en paquetes o en bytes) y, en caso contrario, se descarta.
Las disciplinas de cola activas eliminan o marcan los paquetes antes de que la cola se llene. Por lo general, operan manteniendo una o más probabilidades de descartar / marcar, y ocasionalmente descartar o marcar paquetes de acuerdo con las probabilidades antes de que la cola se llene.
Beneficios
Las colas de cola de salida tienden a penalizar los flujos en ráfagas y a provocar una sincronización global entre los flujos. Al descartar paquetes de forma probabilística, las disciplinas de AQM normalmente evitan estos dos problemas. [1]
Al proporcionar puntos finales con 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 descartable, lo que combate el bloqueo de búfer y reduce la latencia de la red .
Inconvenientes
Las primeras disciplinas de 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 de control . [2] Las disciplinas modernas de AQM (ARED, Blue , PI , CoDel , CAKE ) se autoajustan 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, a veces han criticado los sistemas AQM que descartan paquetes: "¿Por qué debería descartar paquetes perfectamente buenos cuando todavía tengo espacio de búfer libre? [3]
La plataforma de simulación y análisis para algoritmos AQM
Se establece una plataforma de simulación de gestión activa de colas y denegación de servicio (AQM y DoS) basada en el código de simulación NS-2 del algoritmo RRED . La plataforma de simulación AQM y DoS puede simular una variedad de ataques DoS (DoS distribuido, DoS de suplantación, DoS de baja velocidad, etc.) y algoritmos de gestión de cola activa (AQM) (RED, RRED , SFB, etc.). Calcula y registra automáticamente el rendimiento medio 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. Más detalles .
Algoritmos activos de gestión de colas
- Detección temprana aleatoria (ROJO)
- Marcado exponencial aleatorio (REM) [4]
- REM modificado (M-REM) [5]
- Azul y estocástico azul claro (SFB)
- Controlador PI
- Detección temprana aleatoria robusta (RRED) [6]
- RSFB : un algoritmo robusto estocástico Fair Blue contra ataques DDoS de suplantación [7]
- ROJO con caída preferencial (RED-PD) [8]
- Retraso controlado (CoDel)
- Aplicaciones comunes mantenidas mejoradas (CAKE)
- Gestión inteligente de colas (SQM): combinación de AQM con QOS y otras técnicas [9] [10]
Referencias
- ^ Floyd, Sally; Jacobson, Van (agosto de 1993). "Puertas de enlace de detección temprana aleatoria (RED) para evitar la congestión" . Transacciones IEEE / ACM sobre redes . 1 (4): 397–413. CiteSeerX 10.1.1.147.3833 . doi : 10.1109 / 90.251892 . Consultado el 16 de marzo de 2008 .
- ^ CV Hollot, Vishal Misra, Don Towsley y Wei-Bo Gong, Análisis y diseño de controladores para enrutadores AQM que admiten flujos TCP
- ^ "El cerebro criminal: bufferbloat!" . Divagaciones de jg . Gettys.wordpress.com. 2010-12-03 . Consultado el 23 de enero de 2014 .
- ^ Athuraliya, S. (junio de 2001). "REM: Active Queue Management". Transacciones IEEE sobre redes . Volumen: 15 Edición: 3: 48–53.
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tiene texto extra ( ayuda ) - ^ Imer, Orhan; Basar, Tamer (diciembre de 2005). "Un resultado de estabilidad global en el control de la congestión basado en servicios públicos" (PDF) . Actas de la 44ª Conferencia IEEE sobre Decisión y Control y la Conferencia Europea de Control 2005 : 6740–6743.
- ^ Changwang Zhang, Jianping Yin, Zhiping Cai y Weifeng Chen, RRED: Algoritmo ROJO robusto para contrarrestar ataques de denegación de servicio de baja tasa , IEEE Communications Letters, vol. 14, págs. 489-491, 2010. Ref.
- ^ Changwang Zhang, Jianping Yin y Zhiping Cai, RSFB: un algoritmo estocástico resistente Fair Blue contra ataques DDoS de suplantación , en el Simposio internacional sobre tecnología de la información y la comunicación (ISCIT), 2009. Ref.
- ^ Ratul Mahajan, Sally Floyd y David Wetherall, Control de flujos de gran ancho de banda en el enrutador congestionado , ICNP 2001
- ^ "Gestión inteligente de colas" . bufferbloat.net . Consultado el 3 de octubre de 2020 .
- ^ "OpenWrt · Traffic Shaping · SQM" . OpenWrt.org . Proyecto OpenWrt . Consultado el 3 de octubre de 2020 .