Активное управление очередью - Active queue management

В маршрутизаторы и переключатели, активное управление очередью (AQM) - это политика отбрасывания пакетов внутри буфера, связанного с контроллер сетевого интерфейса (NIC) до того, как этот буфер заполнится, часто с целью уменьшения перегрузки сети или улучшения сквозной задержки. Эту задачу выполняет сетевой планировщик, который для этой цели использует различные алгоритмы, такие как случайное раннее обнаружение (КРАСНЫЙ), Явное уведомление о перегрузке (ECN) или управляемая задержка (CoDel ). RFC 7567 рекомендует активное управление очередью в качестве наилучшей практики.

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 такие очереди используют свисающий хвост дисциплина: пакет помещается в очередь, если она короче своего максимального размера (измеряется в пакетах или байтах), и отбрасывается в противном случае.

Активная очередь дисциплинирует отбрасывание или пометку пакетов до заполнения очереди. 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 прерывистые потоки и вызывать глобальная синхронизация 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 откидным хвостом, что борется с буфер и уменьшает сетевая задержка.

Недостатки

Ранние дисциплины AQM (особенно КРАСНЫЙ и SRED) требуют тщательной настройки своих параметров для обеспечения хорошей производительности. Эти системы не работают оптимально с точки зрения теория управления перспектива.[2] Современные дисциплины AQM (ARED, Синий, ЧИСЛО ПИ, CoDel, ТОРТ ) являются самонастраивающимися и в большинстве случаев могут запускаться с параметрами по умолчанию.

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

Активное управление очередью и Отказ в обслуживании (AQM & DoS) Платформа моделирования создана на основе НС-2 код моделирования КРАСНЫЙ алгоритм. В Платформа моделирования AQM и DoS может имитировать различные DoS-атаки (распределенный DoS, Spoofing DoS, низкоскоростной DoS и т. д.) и алгоритмы активного управления очередью (AQM) (RED, КРАСНЫЙ, SFB и др.). 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

Рекомендации

  1. ^ 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. Дои:10.1109/90.251892. Получено 2008-03-16.
  2. ^ РЕЗЮМЕ. Холлот, Вишал Мишра, Дон Таусли и Вей-Бо Гонг, Анализ и проектирование контроллеров для маршрутизаторов AQM, поддерживающих потоки TCP
  3. ^ "Криминальный вдохновитель: bufferbloat!". jg's Ramblings. Gettys.wordpress.com. 2010-12-03. Получено 2014-01-23.
  4. ^ Атуралия, С. (июнь 2001 г.). «REM: активное управление очередью». Транзакции IEEE в сети. Том: 15 Выпуск: 3: 48–53.
  5. ^ Имер, Орхан; Басар, Укротитель (декабрь 2005 г.). «Результат глобальной стабильности в управлении перегрузками на уровне коммунальных предприятий» (PDF). Материалы 44-й конференции IEEE по решениям и контролю и Европейской конференции по контролю 2005 г.: 6740–6743.
  6. ^ Чанван Чжан, Цзяньпин Инь, Чжипин Цай и Вэйфэн Чен, RRED: надежный алгоритм RED для противодействия низкоскоростным атакам отказа в обслуживании, IEEE Communications Letters, vol. 14. С. 489-491, 2010. Ссылка
  7. ^ Чанван 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 г. Ссылка
  8. ^ Ратул Махаджан, Салли Флойд и Дэвид Ветералл, Управление потоками с высокой пропускной способностью на перегруженном маршрутизаторе, ICNP 2001
  9. ^ «Умное управление очередью». bufferbloat.net. Получено 3 октября 2020.
  10. ^ «OpenWrt · Формирование трафика · SQM». OpenWrt.org. OpenWrt Project. Получено 3 октября 2020.