1

Control de Congestión

Adaptación de Agustín J. González de la versión por

Jennifer Rexford

http://www.cs.princeton.edu/courses/archive/spring06/cos461/

2

Objetivos de esta sección

• Principios del control de congestión– Entender que la congestión ocurre– Adaptación para aliviar la congestión

• Control de Congestión en TCP– Aumento aditivo, reducción multiplicativa– Partida lenta y re-inicios con partida lenta

• Mecanismos de TCP relacionados– Algoritmo de Nagle y acuses de recibo retardados

• Manejo Activo de colas– Random Early Detection (RED)– Explicit Congestion Notification (ECN)

3

Asignación de recursos vs. Control de congestión

• Asignación de Recursos– Cómo los nodos logran recursos demandados en forma

competitiva– Ej., anchos de banda y espacio en buffers– Cómo decir no, y a quien

• Control de Congestión– Cómo los nodos previenen o responden a condiciones

de sobrecarga– Ej., persuadir host que pare de enviar o baje su tasa– Típicamente procura la justicia (i.e., compartir el dolor)

4

Control de Flujo vs. Control de Congestión• Control de Flujo

– Impedir que un transmisor rápido sobrecargue a un receptor lento

• Control de Congestión– Impedir que un conjunto de transmisores sobrecargue la

red

• Conceptos diferentes, pero similares en mecanismo– Control de flujo en TCP: Ventana de recepción– Control de Congestión en TCP: Ventana de Congestión– Ventana TCP: min{ventana de recepción, ventana de

congestión}

5

Tres características claves de Internet

• Conmutación de paquetes– Una fuente dada puede tener suficiente capacidad para enviar

paquetes de datos– … pero los paquetes pueden encontrar un enlace sobrecargado

• Flujo sin conexión– No hay noción de conexión dentro de la red– … y no hay reservación de recursos de la red– Aún así, podemos ver paquetes relacionados como un grupo

(“flujo”)– … e.g., paquetes en la misma transferencia TCP

• Servicio Best-effort– No hay garantía de entrega de paquetes o retardo dado– No hay tratamiento preferencial de ciertos paquetes

6

Congestión es inevitable

• Dos paquetes llegan al mismo tiempo– El nodo puede transmitir sólo uno– … y ya sea almacena o descarta el otro

• Si muchos paquetes llegan en un corto periodo de tiempo– El nodo no puede qtender el trafico de llegada– … y el buffer eventualmente es superado

7

Colapso de Congestión

• Definición: Aumento en la carga de la red resulta en caída de trabajo útil hecho

• Muchas causas posibles–Retransmisiones espurias de paquetes aun en

viaje Colapso de congestión clásico Solución: mejores timers y control de congestión TCP

–Paquetes no entregados Paquetes consumen recursos y son descartados en

alguna parte de la red Solución: Control de congestión para todo tipo de

tráfico

8

Qué queremos, realmente?

• Alto throughput– Throughput: mide el desempeño de un sistema– Ej., número de bits/s de datos que llegan a destino

• Bajo retardo– Retardo: tiempo requerido para entregar un paquete o

mensaje– Ej., número de ms para entregar un paquete

• Estas dos métricas son algunas veces contrapuestas– Ej., supongamos que transmitimos al máximo del enlace– … entonces, throughput será alto, pero retardo también

9

Carga, retardo, y “potencia”

AveragePacket delay

Load

Comportamiento típico de un sistema

de colas con llegadas aleatorias:

Power

Load

Una métrica simple sobre qué tan bien se desempeña la red:

LoadPower

Delay

“optimalload”

Meta: Maximizar “potencia”

10

Justicia

• La utilización efectiva no es la única meta– También queremos ser justos para varios flujos– … pero qué significa esto?

• Definición Simple: igual porción del ancho de banda– N flujos que cada uno obtiene 1/N del BW?– Pero, Y si los flujos atraviesan caminos diferentes?

11

Continuará …