В маршрутизаторах и коммутаторах , активное управление очередью ( У ) является политикой отбрасывания пакетов внутри буфера , связанный с контроллером сетевого интерфейса (NIC) , прежде чем этот буфер заполнен, часто с целью снижения перегрузки сети или улучшения конца в конце задержка. Эта задача выполняется сетевым планировщиком , который для этой цели использует различные алгоритмы, такие как случайное раннее обнаружение (RED), явное уведомление о перегрузке (ECN) или управляемая задержка ( CoDel ). RFC 7567 рекомендует активное управление очередью как лучшую практику.
Обзор
Интернет-маршрутизатор обычно поддерживает набор очередей, по одной или несколько для каждого интерфейса, в которых хранятся пакеты, запланированные для выхода на этот интерфейс. Исторически в таких очередях используется дисциплина с отбрасыванием хвоста : пакет помещается в очередь, если она короче своего максимального размера (измеряемого в пакетах или байтах), и отбрасывается в противном случае.
Активная очередь дисциплинирует отбрасывание или пометку пакетов до того, как очередь будет заполнена. Обычно они работают, поддерживая одну или несколько вероятностей отбрасывания / отметки и иногда отбрасывая или маркируя пакеты в соответствии с вероятностями до заполнения очереди.
Преимущества
Очереди с отбрасываемым хвостом имеют тенденцию наказывать скачкообразные потоки и вызывать глобальную синхронизацию между потоками. Путем вероятностного отбрасывания пакетов дисциплина AQM обычно избегает обеих этих проблем. [1]
Предоставляя конечным точкам индикацию перегрузки до того, как очередь будет заполнена, дисциплины AQM могут поддерживать более короткую длину очереди, чем очереди с отбрасываемым хвостом, что борется с буферным скоплением и сокращает сетевую задержку .
Недостатки
Ранние дисциплины AQM (особенно RED и SRED) требуют тщательной настройки их параметров для обеспечения хорошей производительности. Эти системы не оптимально ведут себя с точки зрения теории управления . [2] Современное AQM дисциплина (ARED, синий , PI , CoDel , ТОРТ ) являются самонастройками, и может быть запущен с параметрами по умолчанию в большинстве случаев.
Сетевые инженеры исторически были обучены избегать потери пакетов и поэтому иногда критически относились к системам AQM, которые отбрасывают пакеты: «Почему я должен отбрасывать совершенно хорошие пакеты, когда у меня все еще есть свободное буферное пространство? [3]
Платформа моделирования и анализа алгоритмов AQM
Платформа моделирования активного управления очередью и отказа в обслуживании (AQM & DoS) создана на основе кода моделирования NS-2 алгоритма RRED . Simulation Платформа АКМ и DoS могут имитировать различные атаки DoS (Distributed DoS, спуфинг DoS, низкоскоростных DoS и т.д.) и активные управления очередью (АКМ) алгоритмы (RED, RRED , SFB и т.д.). Он автоматически вычисляет и записывает среднюю пропускную способность обычных TCP-потоков до и после DoS-атак, чтобы облегчить анализ воздействия DoS-атак на обычные TCP-потоки и алгоритмы AQM. Подробнее .
Алгоритмы управления активной очередью
- Случайное раннее обнаружение (КРАСНЫЙ)
- Случайная экспоненциальная маркировка (REM) [4]
- Модифицированный-REM (M-REM) [5]
- Синий и Stochastic Fair Blue (SFB)
- ПИ-регулятор
- Надежное случайное раннее обнаружение (RRED) [6]
- RSFB : устойчивый стохастический алгоритм Fair Blue против спуфинговых DDoS-атак [7]
- КРАСНЫЙ с преимущественным сбросом (RED-PD) [8]
- Контролируемая задержка (CoDel)
- Расширенные общие приложения (CAKE)
- Интеллектуальное управление очередью (SQM) - объединение AQM с QOS и другими методами [9] [10]
Рекомендации
- ^ Флойд, Салли; Якобсон, Ван (август 1993 г.). «Шлюзы случайного раннего обнаружения (RED) для предотвращения перегрузки» . Транзакции IEEE / ACM в сети . 1 (4): 397–413. CiteSeerX 10.1.1.147.3833 . DOI : 10.1109 / 90.251892 . Проверено 16 марта 2008 .
- ^ CV Холлот, Вишал Мисра, Дон Тоусли и Вей-Бо Гонг, Анализ и проектирование контроллеров для маршрутизаторов AQM, поддерживающих потоки TCP
- ^ "Криминальный вдохновитель: bufferbloat!" . jg's Ramblings . Gettys.wordpress.com. 2010-12-03 . Проверено 23 января 2014 .
- ^ Атуралия, С. (июнь 2001 г.). «REM: активное управление очередью». Транзакции IEEE в сети . Том: 15 Выпуск: 3: 48–53.
|volume=
есть дополнительный текст ( справка ) - ^ Имер, Орхан; Басар, Укротитель (декабрь 2005 г.). «Результат глобальной стабильности в управлении перегрузкой на основе коммунальных услуг» (PDF) . Труды 44-й конференции IEEE по решениям и контролю и Европейской конференции по контролю 2005 : 6740–6743.
- ^ Чанван Чжан, Цзяньпин Инь, Чжипин Цай и Вейфэн Чен, RRED: надежный алгоритм RED для противодействия низкоскоростным атакам типа «отказ в обслуживании» , IEEE Communications Letters, vol. 14, pp. 489-491, 2010. Ссылка
- ^ Чангван Чжан, Цзяньпин Инь и Чжипин Цай, RSFB: устойчивый стохастический алгоритм Fair Blue против спуфинговых DDoS-атак , в Международном симпозиуме по коммуникационным и информационным технологиям (ISCIT), 2009. Ссылка
- ^ Ратул Махаджан, Салли Флойд и Дэвид Ветералл, Управление потоками с высокой пропускной способностью на перегруженном маршрутизаторе , ICNP 2001
- ^ «Умное управление очередью» . bufferbloat.net . Дата обращения 3 октября 2020 .
- ^ «OpenWrt · Формирование трафика · SQM» . OpenWrt.org . OpenWrt Project . Дата обращения 3 октября 2020 .