scholarly journals Multipath internet transport

2018 ◽  
Author(s):  
Ιωάννης Θωμάς
Keyword(s):  
Steady State ◽  
Congestion Control ◽  
Data Center ◽  
Software Defined Networking ◽  
Cross Layer ◽  
Transport Protocol ◽  
Multiprotocol Label Switching ◽  
Label Switching ◽  
Multipath Tcp

O διάδοση των συσκευών με πολλαπλές δικτυακές διεπαφές, όπως τα έξυπνα τηλέφωνα και οι εξυπηρετητές στα κέντρα πληροφορικής (data center), αναζωογόνησε το ενδιαφέρον για την μετάδοση περιεχομένου από πολλά μονοπάτια (multipath). H επέκταση του πρωτοκόλλου μετάδοσης TCP, που υποστηρίζει πολλά μονοπάτια, το Multipath-TCP (ΜPTCP), πλέον εμπεριέχεται στα λειτουργικά συστήματα iOS και Linux, παρέχοντας στους χρήστες επαυξημένο ρυθμό μετάδοσης, ισοσκελισμένη διανομή κίνησης δεδομένων και ενισχυμένη συνδεσιμότητα σε περίπτωση βλάβης ή αποσύνδεσης κινητών χρηστών. Ωστόσο, η χρήση πολλαπλών μονοπατιών μπορεί και να προκαλέσει το ζήτημα της φιλικότητας προς τις συνδέσεις ΤCP (TCP-Friendliness) κατά το οποίο τα πρωτόκολλα πολλών μονοπατιών <<αρπάζουν>> δυσανάλογα μεγάλο μερίδιο ρυθμού μετάδοσης. Oι πιο εξελιγμένοι αλγόριθμοι διαχείρισης συμφόρησης (congestion control) για το πρωτόκολλο MPTCP εξισώνουν το συνολικό ρυθμό μετάδοσης όλων των μονοπατιών με τον αντίστοιχο ρυθμό μετάδοσης της ταχύτερης σύνδεσης ΤCP, που χρησιμοποιεί τους ίδιους δικτυακούς πόρους. Κατά αυτό τον τρόπο δεν αναιρείται η φιλικότητα του πρωτοκόλλου αλλά μειώνεται η συνολική του απόδοση. Επιπλέον, αυτοί οι αλγόριθμοι συνήθως παρουσιάζουν αυξημένη καθυστέρηση σύγκλισης σε τερματική κατάσταση (steady state), οριοθετώντας έτσι την αποτελεσματικότητά τους σε μεταδόσεις που ζουν για μακρά χρονικά διαστήματα. Η συνεισφορά μας στην διαδικασία μετάδοσης περιεχομένου από πολλά μονοπάτια έχει δύο σκέλη. Αρχικά, παρουσιάζουμε το πρωτόκολλο multipath multisource Transport Protocol (mmTP), το οποίο αποτελεί μια διαστρωματωμένη (cross-layer) πρόταση για την αρχιτεκτονική Publish-Subscribe Internet (PSI) και συνδυάζει μετάδοση πληροφορίας μέσω πολλών μονοπατιών από πολλές πηγές. Βασικά πλεονεκτήματα του πρωτοκόλλου mmTP είναι η αξιοποίηση των επεξεργαστικών πόρων του δικτύου αλλά και της προσωρινής ενταμίευσης εντός και εκτός του μονοπατιού μετάδοσης (on-path and off-path caching), χωρίς να εισάγει κατάσταση στους δρομολογητές του δικτύου ή πολυπλοκότητα κατά την εγκαθίδρυση της σύνδεσης. Δεύτερον, παρουσιάζουμε ένα νέο υβριδικό σχήμα διαχείρισης δικτυακής συμφόρησης για το mmTP, το οποίο ενισχύει την αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων, την φιλικότητα προς τις συνδέσεις TCP αλλά και εισαγάγει την άπληστη φιλικότητα, μία μέθοδο αποδοτικότερης προσέγγισης της φιλικότητας. Το υβριδικό σχήμα αποτελείται από τον αλγόριθμο Normalized Mutiflow Congestion Control (NMCC), μία καινοτόμα πρόταση για διαχείριση συμφόρησης που εφαρμόζεται στα άκρα του δικτύου, και ένα μηχανισμό παροχής τοπολογικής πληροφορίας που επιτρέπει την εφαρμογή άπληστης φιλικότητας. Μέσω πειραμάτων σε ποικίλες δικτυακές συνθήκες αξιολογούμε το πρωτόκολλο mmTP και επικυρώνουμε ότι βελτιώνει την αξιοποίηση των δικτυακών πόρων αλλά και την φιλικότητα, η οποία διατηρείται σε όλες τις φάσεις της σύνδεσης. Τέλος, παρουσιάζουμε την ενσωμάτωση των προτεινόμενων μηχανισμών στην αρχιτεκτονική TCP/IP ως μέρος των τεχνολογιών Software Defined Networking (SDN) και MultiProtocol Label Switching (MPLS) αλλά και του πρωτοκόλλου ΜPTCP.

scholarly journals Fine-Grained Congestion Control for Multipath TCP in Data Center Networks

IEEE Access ◽  
2019 ◽  
Vol 7 ◽  
pp. 31782-31790 ◽  
Author(s):  
Jin Ye ◽  
Luting Feng ◽  
Ziqi Xie ◽  
Jiawei Huang ◽  
Xiaohuan Li
Keyword(s):  
Congestion Control ◽  
Data Center ◽  
Data Center Networks ◽  
Fine Grained ◽  
Multipath Tcp

scholarly journals Buffer Occupancy-Based Transport to Reduce Flow Completion Time of Short Flows in Data Center Networks

Symmetry ◽  
2019 ◽  
Vol 11 (5) ◽  
pp. 646 ◽  
Author(s):  
Hasnain Ahmed ◽  
Muhammad Junaid Arshad
Keyword(s):  
Congestion Control ◽  
Data Center ◽  
Completion Time ◽  
Current Data ◽  
Transport Protocol ◽  
Transport Protocols ◽  
Data Center Networks ◽  
Buffer Occupancy ◽  
Control Scheme ◽  
Precise Measure

Today’s data centers host a variety of different applications that impose specific requirements for their flows. Applications that generate short flows are usually latency sensitive; they require their flows to be completed as fast as possible. Short flows suffer to quickly increase their sending rate due to the existing long flows occupying most of the available capacity. This problem is caused due to the slow convergence of the current data center transport protocols. In this paper, we present a buffer occupancy-based transport protocol (BOTCP) to reduce flow completion time of short flows. BOTCP consists of two parts: (i) A novel buffer occupancy-based congestion signal, and (ii) a congestion control scheme that uses the congestion signal to reduce flow completion time of short flows. The proposed buffer occupancy-based congestion signal gives a precise measure of congestion. The congestion control scheme makes a differentiated treatment of short and long flows to reduce flow completion time of short flows. The results show that BOTCP significantly improves flow completion time of short flows over the existing transport protocols in data center networks.

scholarly journals Analysis of MPLS-TP Network for Different Applications

2018 ◽  
Vol 7 (4.35) ◽  
pp. 892 ◽  
Author(s):  
N. Suhaimy ◽  
W. S. H. M. W. Ahmad ◽  
N. A M. Radzi ◽  
F. Abdullah ◽  
M. Z. Jamaludin ◽  
...  
Keyword(s):  
Congestion Control ◽  
Switching Time ◽  
Multiprotocol Label Switching ◽  
Label Switching ◽  
Efficient System ◽  
Different Types ◽  
Mission Critical ◽  
Operational Service

In the perspective of Multiprotocol Label Switching – Transport Profile (MPLS-TP) network, a reliable framework architecture or mechanism needs to be ascertained by comparing the results obtained through implementation of previously proposed scheme towards the network. This is important in order to implement an efficient system for different types of applications or services. Various results are reviewed and analyzed from the related works followed by detail discussions based on their proposed objectives. The analyses shown that most applications of MPLS-TP have been utilized for protection, followed by Operations, Administration and Maintenance (OAM), fairness and congestion control. This is due to the mission-critical operational service of protection which require us to meet the standard protection switching time of 50 ms.   

scholarly journals P4QCN: Congestion Control Using P4-Capable Device in Data Center Networks

Electronics ◽  
2019 ◽  
Vol 8 (3) ◽  
pp. 280
Author(s):  
Junjie Geng ◽  
Jinyao Yan ◽  
Yuan Zhang
Keyword(s):  
Congestion Control ◽  
Data Center ◽  
Control Mechanism ◽  
Direct Memory Access ◽  
Coarse Grained ◽  
Transport Protocol ◽  
Expected Performance ◽  
Control Scheme ◽  
Congestion Control Mechanism ◽  
Very High

Modern data centers aim to offer very high throughput and ultra-low latency to meet the demands of applications such as online intensive services. Traditional TCP/IP stacks cannot meet these requirements due to their high CPU overhead and high-latency. Remote Direct Memory Access (RDMA) is an approach that can be designed to meet this demand. The mainstream transport protocol of RDMA over Ethernet is RoCE (RDMA over Converged Ethernet), which relies on Priority Flow Control (PFC) within the network to enable a lossless network. However, PFC is a coarse-grained protocol which can lead to problems such as congestion spreading, head-of-the-line blocking. A congestion control protocol that can alleviate these problems of PFC is needed. We propose a protocol, called P4QCN for this purpose. P4QCN is a congestion control scheme for RoCE and it is an improved Quantized Congestion Notification (QCN) design based on P4, which is a flow-level, rate-based congestion control mechanism. P4QCN extends the QCN protocol to make it compatible with IP-routed networks based on a framework of P4 and adopts a two-point algorithm architecture which is more effective than the three-point architecture used in QCN and Data Center QCN(DCQCN). Experiments show that our proposed P4QCN algorithm achieves the expected performance in terms of latency and throughput.

scholarly journals Cross-Layer Design of Source Rate Control and Congestion Control for Wireless Video Streaming

2007 ◽  
Vol 2007 ◽  
pp. 1-13 ◽  
Author(s):  
Peng Zhu ◽  
Wenjun Zeng ◽  
Chunwen Li
Keyword(s):  
Congestion Control ◽  
Video Streaming ◽  
Rate Control ◽  
Cross Layer ◽  
Cross Layer Design ◽  
Transport Protocol ◽  
Wireless Video ◽  
Source Rate ◽  
Wireless Video Streaming ◽  
Source Rate Control

Cross-layer design has been used in streaming video over the wireless channels to optimize the overall system performance. In this paper, we extend our previous work on joint design of source rate control and congestion control for video streaming over the wired channel, and propose a cross-layer design approach for wireless video streaming. First, we extend the QoS-aware congestion control mechanism (TFRCC) proposed in our previous work to the wireless scenario, and provide a detailed discussion about how to enhance the overall performance in terms of rate smoothness and responsiveness of the transport protocol. Then, we extend our previous joint design work to the wireless scenario, and a thorough performance evaluation is conducted to investigate its performance. Simulation results show that by cross-layer design of source rate control at application layer and congestion control at transport layer, and by taking advantage of the MAC layer information, our approach can avoid the throughput degradation caused by wireless link error, and better support the QoS requirements of the application. Thus, the playback quality is significantly improved, while good performance of the transport protocol is still preserved.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document