高帶寬延時(shí)積網(wǎng)絡(luò)的用賽控制

1、高帶寬延時(shí)積網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制 摘要 理論與實(shí)驗(yàn)表明，隨著帶寬的高流量積和延遲增加，TCP變得效率低下，同時(shí)還有不穩(wěn)定，不管排隊(duì)方案的傾向。隨著因特網(wǎng)向高帶寬光纖鏈路與高延遲衛(wèi)星鏈路的合并，這些缺點(diǎn)越來越重要。 為解決這個(gè)問題，我們開發(fā)一種新方法。這種新方法在網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方面勝于TCP，保證了效率，公平，可擴(kuò)展性，和穩(wěn)定性。這個(gè)新的顯示控制協(xié)議，XCP，概括了顯示擁塞通知協(xié)議（ECN）。此外，XCP從公平控制中引入去耦利用的概念。這允許一個(gè)更加靈活的，易處理的協(xié)議設(shè)計(jì)，為服務(wù)差異化開辟了新渠道。用控制理論框架，我們模擬了XCP，證明不管鏈路容量，往返延時(shí)，數(shù)據(jù)源數(shù)量這些條件如何，它都具有穩(wěn)健性和有

2、效性。大量的數(shù)據(jù)包等級(jí)模擬實(shí)驗(yàn)證明，XCP在傳統(tǒng)和高帶寬延遲環(huán)境下都優(yōu)于TCP。在穩(wěn)定或可變通信中，XCP都具有公平帶寬分配，高利用率，小隊(duì)列，幾乎0丟包等優(yōu)點(diǎn)。此外，新協(xié)議不在路由器中維持?jǐn)?shù)據(jù)流狀態(tài)，需要為每個(gè)數(shù)據(jù)包分配CPU周期，這使它能在告訴路由器中有作用。引言隨著互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)壯大，擁塞控制機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時(shí)必須保持有效。技術(shù)趨勢(shì)暗示了未來互聯(lián)網(wǎng)將有大量的高帶寬鏈路。高延遲的衛(wèi)星鏈路和無線電線路將會(huì)司空見慣。這些趨勢(shì)存在大量問題，因?yàn)樵趲捇蜓舆t增加時(shí)，對(duì)TCP很不利。當(dāng)前擁塞控制算法的數(shù)學(xué)模型分析揭示了，不管隊(duì)列方案如何，隨著帶寬延時(shí)積的增加，TCP會(huì)有不穩(wěn)定的傾向。為問題鑄造控制理論框

3、架，規(guī)則23表明，隨著容量和延時(shí)的增加，隨機(jī)早期丟棄（RED），隨機(jī)早期標(biāo)記（REM），比例積分控制器，虛擬隊(duì)列都有不穩(wěn)定的傾向。它們進(jìn)一步證明，在高容量或大延時(shí)鏈路中，AQM維持穩(wěn)定不太可能。此外，Katabi和Blake證明當(dāng)鏈路容量足夠大時(shí)，AVQ有不穩(wěn)定的趨勢(shì)。效率低是TCP在未來網(wǎng)絡(luò)中面臨的問題。隨著帶寬延時(shí)積的增加，性能會(huì)下降。TCP附加的增加機(jī)制限制了獲得空余帶寬的能力。因?yàn)樵诟邘掓溌分械膯螖?shù)據(jù)流的帶寬延時(shí)積或許是成千上萬的數(shù)據(jù)包。伴隨著擁塞突發(fā)，TCP會(huì)消耗大量的RTT來增加高利用率。此外，鏈路容量的增加不會(huì)提高短數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)。短TCP數(shù)據(jù)流不能比“慢開始“更快地獲得空余

4、帶寬，當(dāng)帶寬空余時(shí)，還會(huì)浪費(fèi)有用的RTT。因?yàn)門CP的吞吐量與RTT成反比。在衛(wèi)星鏈路或無線鏈路中傳輸大量數(shù)據(jù)流時(shí)，公平將會(huì)成為問題。用戶用不同RTT爭奪共同瓶頸容量會(huì)導(dǎo)致不公平。盡管大帶寬延時(shí)積的影響還沒有出現(xiàn)，但我們已經(jīng)能在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中看到這些問題的雛形。例如，在衛(wèi)星鏈路上TCP顯示了網(wǎng)絡(luò)利用問題和和TCP對(duì)長RTT數(shù)據(jù)流有偏見。當(dāng)前，這些問題用一些特殊機(jī)制得到了緩和，例如應(yīng)答間隔，分開連接，性能增強(qiáng)的代理服務(wù)器。第一頁結(jié)束第二頁開始文章開發(fā)了一個(gè)新的擁塞控制協(xié)議，在傳統(tǒng)環(huán)境它優(yōu)于TCP。新的明確控制協(xié)議XCP概括了明確擁塞報(bào)告協(xié)議（ECN）。替代使用ECN的一位擁塞缺陷，路由器通知發(fā)送方在

5、瓶頸上的擁塞等級(jí)。另一個(gè)新觀念是利用率控制和公平控制不掛鉤。對(duì)于控制利用率，新協(xié)議根據(jù)空余帶寬調(diào)整侵占性。這阻止了震蕩，在高帶寬或大延時(shí)中提供了穩(wěn)定性，并確保了網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用。對(duì)于控制公平，協(xié)議收回那些高于公平共享的數(shù)據(jù)流帶寬，分配給其他數(shù)據(jù)流。把控制狀態(tài)放在數(shù)據(jù)包中，XCP不需要在路由器中的狀態(tài)，并能測(cè)量任意數(shù)量的數(shù)據(jù)流。實(shí)驗(yàn)只需少量CPU周期就能使它在高速路由器中更有實(shí)用性。在先前的工作22，15,23中，控制理論框架的運(yùn)用表明協(xié)議的流體模型對(duì)任何鏈路容量，反饋延時(shí)，數(shù)據(jù)源數(shù)量都具有穩(wěn)定性。與參數(shù)依賴于這些條件的多種AQM方案相反，我們分析了如何設(shè)置新協(xié)議的參數(shù)，使這些參數(shù)不受環(huán)境影響

6、。大量數(shù)據(jù)包級(jí)別的模擬實(shí)驗(yàn)證明，不論隊(duì)列方案如何，TCP的性能隨容量或延時(shí)的增加而下降。相反，新協(xié)議能達(dá)到高利用率，小隊(duì)列，不丟包，不受容量和延時(shí)影響。即使在傳統(tǒng)環(huán)境中，模擬實(shí)驗(yàn)證明了協(xié)議展示了更好的公平，更高的利用率，更小的隊(duì)列大小，幾乎不丟包。在大量短網(wǎng)狀數(shù)據(jù)流的動(dòng)態(tài)環(huán)境中也能保持好的性能，并對(duì)長RTT數(shù)據(jù)流沒有抵制。新協(xié)議的獨(dú)特性是沒有丟包。盡管我們以解決TCP在高帶寬大延時(shí)環(huán)境中的限制為目標(biāo)，我們的設(shè)計(jì)還有其他的優(yōu)勢(shì)。首先，讓公平控制從利用率控制中脫離出來開辟了服務(wù)差異化的新渠道，服務(wù)差異化運(yùn)用了提供期望帶寬分配的方案。我們提出了一個(gè)實(shí)施窗口價(jià)格模型的方案。第二，協(xié)議有利于區(qū)別誤差損失

7、和擁塞損失，這對(duì)無線環(huán)境很有用。在XCP中，有擁塞引起的丟包很少見。此外，因?yàn)閰f(xié)議用了精確的擁塞反饋，明確反饋會(huì)先于擁塞丟包。明確反饋首先會(huì)告訴數(shù)據(jù)源減少它的擁塞窗口。早于和跟隨明確增加反饋的損失很可能是誤差損失。第三，XCP有利于不良數(shù)據(jù)源的檢測(cè)。最后，XCP的性能鼓勵(lì)端用戶和網(wǎng)絡(luò)提供商去配置此協(xié)議。我們給出了可能配置路徑。2.設(shè)計(jì)原理最初目的是在不考慮反向兼容性或配置的情況下，重新考慮網(wǎng)絡(luò)擁塞控制。如果我們從頭建立一個(gè)新的擁塞控制結(jié)構(gòu)，它會(huì)是什么樣呢？首先觀察到數(shù)據(jù)包丟失是擁塞的信號(hào)。由于我們不相信好的網(wǎng)絡(luò)能避免丟失，丟失數(shù)據(jù)包是不得已的擁塞信號(hào)。作為隱式信號(hào)，丟失很嚴(yán)重，因?yàn)閾砣粌H是數(shù)

8、據(jù)源的丟失，還因?yàn)閿?shù)據(jù)包丟失不能馬上做出來這個(gè)明確決策。作為二進(jìn)制信號(hào)，丟失只是意味著是否有擁塞。在反饋之前，發(fā)送方必須探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的擁塞位置。由于反饋是不明確的，增加機(jī)制必須是保守的，減少機(jī)制是激進(jìn)的。徹底的擁塞控制需要明確的擁塞反饋。擁塞不是二進(jìn)制變量，所以擁塞信號(hào)應(yīng)該反映出擁塞等級(jí)。我們計(jì)劃在網(wǎng)絡(luò)明確告訴發(fā)送方擁塞狀態(tài)和如何對(duì)它做出反映的地方使用明確的擁塞信號(hào)。當(dāng)瓶頸達(dá)到擁塞時(shí)，即在發(fā)送速率接近瓶頸容量時(shí)，這允許發(fā)送方快速地減少發(fā)送窗口。協(xié)議要有響應(yīng)和沒有震蕩。第二，數(shù)據(jù)源的激進(jìn)性應(yīng)該根據(jù)反饋環(huán)路的延時(shí)做相應(yīng)的調(diào)整。由于控制回路延遲，擁塞控制的強(qiáng)弱是模糊的。這類系統(tǒng)的基本特征是對(duì)大反饋延遲

9、會(huì)變得不穩(wěn)定。為回應(yīng)失穩(wěn)效應(yīng)，系統(tǒng)必須隨著反饋延時(shí)增加而減速。在擁塞控制的前提下，這意味著，隨著延遲的增加，數(shù)據(jù)源需要變慢發(fā)送速率。這些問題已被其他研究者提出23,26，但重要的問題是怎樣根據(jù)恰當(dāng)?shù)姆答伣⒎€(wěn)定。用控制理論的工具，推測(cè)基于速率不匹配的擁塞反饋應(yīng)該與延遲成反比，基于隊(duì)列不匹配的反饋與隊(duì)列延遲成反比。擁塞的穩(wěn)定性應(yīng)該與未知多變的參數(shù)無關(guān)。控制理論的基本原則陳述控制器必須與控制信號(hào)的強(qiáng)弱做不夠快的反應(yīng)，否則控制器將一直滯后于控制系統(tǒng)，變得沒有效率。在當(dāng)前擁塞控制協(xié)議下，控制器是AQM方案?？刂菩盘?hào)是鏈路中的總通信量。控制器爭取滿足輸入通信與鏈路容量匹配。然而，這個(gè)目標(biāo)在輸入通信由TC

10、P數(shù)據(jù)流組成時(shí)很難完成，因?yàn)門CP群的強(qiáng)弱依賴于數(shù)據(jù)流的數(shù)量。總速率以每個(gè)RTT周期N個(gè)數(shù)據(jù)包的速率增加或以1/N減少。由于數(shù)據(jù)流的數(shù)目不固定，沒有哪個(gè)AQM控制器能以常量參數(shù)足夠快的運(yùn)行在任意多的TCP數(shù)據(jù)流。系統(tǒng)的1/3目標(biāo)是總通信量的強(qiáng)弱不依賴數(shù)據(jù)流數(shù)量。這導(dǎo)致需要效率控制與公平控制不關(guān)聯(lián)。擁塞的穩(wěn)定需要總通信量獨(dú)立于數(shù)據(jù)流數(shù)目。然而，任何公平帶寬分配本質(zhì)上取決于在瓶頸傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流數(shù)量?？傮w數(shù)據(jù)流的分割帶寬規(guī)則應(yīng)與管理總體強(qiáng)弱的控制規(guī)則無關(guān)。第二頁結(jié)束第三頁開始傳統(tǒng)上，效率和公平是成對(duì)的因?yàn)橥豢刂品▌t習(xí)慣上同時(shí)獲取公平和效率。從概念上講，效率和公平是獨(dú)立的。效率只涉及總體數(shù)據(jù)流行為。當(dāng)

11、輸入通信速率等于鏈路容量時(shí)，沒有隊(duì)列建立，利用率是最佳的。公平涉及共享鏈路的相關(guān)數(shù)據(jù)流吞吐量。當(dāng)數(shù)據(jù)流共享一個(gè)鏈路具有相同的吞吐量時(shí)說這個(gè)方案是公平的。在新范式中，路由器有效率控制器和公平控制器。通過減少強(qiáng)加的需求，這種分開簡化了設(shè)計(jì)和分析每個(gè)控制器。在沒有重構(gòu)或重分析另一個(gè)的時(shí)候，它允許修改一個(gè)控制器。此外，它為整合不同帶寬分配提供了一個(gè)靈活的框架。例如，根據(jù)它們的優(yōu)先級(jí)或它們支付的價(jià)格為發(fā)送方分配帶寬只需要改變公平控制器，并不影響效率或擁塞特性。3.協(xié)議XCP為端系統(tǒng)和路由器提供接口。像TCP，XCP是基于窗口的擁塞控制協(xié)議，意在最有效的通信。然而，它靈活的結(jié)構(gòu)能支持不同的服務(wù)。XCP的描

12、述假設(shè)一個(gè)純粹的XCP網(wǎng)絡(luò)。XCP能與TCP在相同網(wǎng)絡(luò)與TCP友好共存。3.1框架首先，我們給出在網(wǎng)絡(luò)中如何控制信息流的概述，并解釋反饋計(jì)算。發(fā)送方維持他們的擁塞窗口cwnd和往返時(shí)間rtt，并通過在數(shù)據(jù)包中的擁塞報(bào)頭與路由器交流這些信息。路由器為每個(gè)輸出隊(duì)列監(jiān)控輸入通信速率?；阪溌穾捄洼斎胪ㄐ潘俾实牟顒e，路由器告訴共享鏈路中的數(shù)據(jù)流增加或減少它們的擁塞窗口。通過注釋數(shù)據(jù)包的擁塞報(bào)頭完成這些工作。反饋分為基于cwnd的數(shù)據(jù)流反饋和基于rtt的數(shù)據(jù)流的反饋，目的是讓系統(tǒng)公平。在鏈路中更擁塞的路由器進(jìn)一步通過重寫擁塞報(bào)頭來減少反饋。最后，數(shù)據(jù)包包含鏈路中反饋。當(dāng)反饋到達(dá)接收方，它會(huì)返回發(fā)送方一

13、個(gè)確認(rèn)數(shù)據(jù)包，發(fā)送方相應(yīng)的更新它的cwnd。3.2 擁塞報(bào)頭每個(gè)XCP數(shù)據(jù)包攜帶一個(gè)擁塞報(bào)頭，用來傳達(dá)給路由器數(shù)據(jù)流的狀態(tài)和從路由器到接收方的反饋。H_cwna是發(fā)送方的當(dāng)前擁塞窗口，H_rtt是發(fā)送方的當(dāng)前RTT估值。這些填充在發(fā)送方，在發(fā)送時(shí)不被修改。H_feedback，存放正負(fù)值，被發(fā)送方初始化。路徑上的路由器能修改這個(gè)字段來控制數(shù)據(jù)源的擁塞窗口。3.3 XCP發(fā)送方和TCP一起，XCP發(fā)送方維持?jǐn)?shù)據(jù)包、cwcd、rtt的擁塞窗口。在數(shù)據(jù)分發(fā)時(shí)，發(fā)送方為數(shù)據(jù)包附加擁塞報(bào)頭，用H_cwnd字段設(shè)置當(dāng)前cwnd，用H_rtt設(shè)置當(dāng)前rtt值。在數(shù)據(jù)流的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，H_rtt設(shè)置為0來告訴

14、路由器這個(gè)數(shù)據(jù)源沒有有效的RTT估值。發(fā)送方初始化H_feedback字段要求它的期望窗口增加。例如，當(dāng)應(yīng)用有一個(gè)期望速率r，在當(dāng)前擁塞窗口中，數(shù)據(jù)包數(shù)量分割的擁塞窗口值由發(fā)送方設(shè)置H_feedback達(dá)到期望的增量。若帶寬可用，在一個(gè)RTT之后，初始化允許發(fā)送方達(dá)到期望的速率。一個(gè)新的確認(rèn)無論何時(shí)到達(dá)，正反饋拯救發(fā)送方的cwnd，負(fù)反饋減少cwnd。除了直接反饋，XCP扔需要對(duì)丟包進(jìn)行回應(yīng)，盡管這不常發(fā)生。做法與TCP類似。3.4 XCP接收方XCP接收方類似于TCP接收方，除了確認(rèn)數(shù)據(jù)包，它從數(shù)據(jù)包中復(fù)制擁塞報(bào)頭到確認(rèn)數(shù)據(jù)包中。3.5 XCP路由器：控制規(guī)則XCP路由器的工作是計(jì)算引起系統(tǒng)

15、集中于最佳效率和極小-極大公平的反饋。XCP不丟包。它運(yùn)行在丟包機(jī)制的上層。XCP的目標(biāo)是阻止隊(duì)列建立在不得不丟包的位置。為計(jì)算反饋，XCP路由器用有效控制器和公平控制器。這兩種路由器都是計(jì)算鏈路中數(shù)據(jù)流的平均RTT，目的是消除基于窗口的控制協(xié)議的突發(fā)性。估計(jì)參數(shù)間隔大于平均RTT導(dǎo)致響應(yīng)緩慢，小于RTT導(dǎo)致錯(cuò)誤估計(jì)。平均RTT是用擁塞報(bào)頭的信息計(jì)算的。XCP控制器為每個(gè)平均RTT制作了一個(gè)單控決策。這是因?yàn)?，在嘗試一個(gè)新協(xié)議之前，需要觀察先前的控制決策。例如，若路由器告訴數(shù)據(jù)源增加擁塞窗口，在下次告訴數(shù)據(jù)源增加時(shí)，路由器需先觀察有多少空余帶寬。第三頁結(jié)束第四頁開始路由器保留鏈路估計(jì)控制定時(shí)器

16、，用來記錄最新的平均RTT估值。超時(shí)期間，路由器更新它的估值和控制決策。文章的剩余部分，談到路由器的當(dāng)前RTT估值強(qiáng)調(diào)這是反饋延時(shí)。3.5.1效率控制器效率控制器的目的是最大化鏈路利用率，最小化丟包數(shù)量和隊(duì)列大小。在總通信時(shí)不用關(guān)心公平問題。由于XCP是基于窗口的，EC計(jì)算在控制間隔的總通信量的增加或減少值。總反饋在每個(gè)控制間隔中都計(jì)算。=*d*S-*Q和是常量，數(shù)值大小基于穩(wěn)定性分析。d是平均RTT，S是空余帶寬，Q是隊(duì)列大小。通過取在最后傳播延時(shí)中的到達(dá)數(shù)據(jù)包最小隊(duì)列計(jì)算Q值。等式1使反饋正比于空余帶寬，因?yàn)楫?dāng)S0,鏈路可用，發(fā)送正反饋，當(dāng)S<0，鏈路擁塞，發(fā)送負(fù)反饋。但單獨(dú)這么做是

17、無效的，因?yàn)楫?dāng)輸入通信匹配容量時(shí)，認(rèn)為我們沒有給出反饋，所以隊(duì)列不分發(fā)。為分發(fā)現(xiàn)存隊(duì)列，我們使總反饋正比于現(xiàn)存隊(duì)列。最后，由于反饋在字節(jié)中，空余帶寬S乘以RTT。為達(dá)到效率，我們把總反饋分配給單數(shù)據(jù)包。由于EC只處理總體行為，并不關(guān)心哪些數(shù)據(jù)包得到反饋和丹哥數(shù)據(jù)流改變了多少擁塞窗口。EC需要總通信該變量。分割反饋的精確程度影響公平，這是公平控制器的工作。3.5.2 公平控制器公平控制器的任務(wù)是為個(gè)體數(shù)據(jù)包公平分配反饋。FC依靠和TCP相同的原則，AIMD。計(jì)算總數(shù)據(jù)包反饋用以下機(jī)制：若>0,分配的增量在所有數(shù)據(jù)流吞吐量中相同若<0，數(shù)據(jù)流吞吐量的減少量正比于當(dāng)前吞吐量。在不為0的情

18、況下，這確保了持續(xù)的公平。當(dāng)效率最佳時(shí)，為防止它停止引入帶寬混排的概念。這是同時(shí)分配和解除帶寬以至于總通信速率不改變，但每個(gè)數(shù)據(jù)流的吞吐量逐漸達(dá)到數(shù)據(jù)流公平共享?；炫磐ㄐ庞?jì)算如下：h=max(0,*y-|)y是輸入通信量，是0.1的常量。這個(gè)公式確保了對(duì)于每個(gè)RTT，至少有10%的通信量根據(jù)AIMD重新分配。選擇10%是在收斂至公平的時(shí)間和強(qiáng)加在最佳效率系統(tǒng)上的混排干擾做權(quán)衡時(shí)得到的。下一步，計(jì)算允許FC執(zhí)行在上述機(jī)制中的總數(shù)據(jù)包反饋。由于增加用加法，較少用乘法，計(jì)算數(shù)據(jù)包i的反饋隨著正反饋pi和負(fù)反饋ni相結(jié)合變得更容易。 H_feedbacki=pi-ni首先，計(jì)算當(dāng)反饋是正值的情況。增加

19、所有數(shù)據(jù)流相同的吞吐量。數(shù)據(jù)流i的吞吐量變化量正比于相同常量。由于處理的是基于窗口的協(xié)議，我們要計(jì)算的變化量是擁塞窗口的而不是它的吞吐量。數(shù)據(jù)流i的擁塞窗口變化值是它的吞吐量變化值乘以它的RTT。數(shù)據(jù)流i的擁塞窗口變化量正比于數(shù)據(jù)流的RTT。下一步是轉(zhuǎn)化擁塞窗口變化值為總數(shù)據(jù)包反饋，總數(shù)據(jù)包反饋會(huì)在擁塞報(bào)頭中給出。一個(gè)數(shù)據(jù)流的總擁塞窗口變化量是它收到的總數(shù)據(jù)包反饋的總和。在一個(gè)控制間隔d內(nèi)，路由器從數(shù)據(jù)流i中檢測(cè)數(shù)據(jù)包的期望值，用這個(gè)期望值劃分擁塞窗口的變化量，由此我們得到總數(shù)據(jù)包反饋。這個(gè)數(shù)值正比于數(shù)據(jù)流的由數(shù)據(jù)包大小劃分的擁塞窗口，反比于它的RTT。總數(shù)據(jù)包正反饋正比于數(shù)據(jù)流RTT的平方，

20、反比于由數(shù)據(jù)包劃分的擁塞窗口。在總通信速率的增量是h+max(，0)d ，max（，0）確保了我們計(jì)算的是正反饋。這等于所有數(shù)據(jù)流速率的增量和，也是一個(gè)數(shù)據(jù)流得到的正反饋的總和。h+max(，0)d=Lpirtti L是在一個(gè)RTT時(shí)間內(nèi)路由器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)包數(shù)量。相似的，當(dāng)<0時(shí)，計(jì)算總數(shù)據(jù)包負(fù)反饋。在這種情況，我們想讓數(shù)據(jù)流i按它當(dāng)前的吞吐量減少。因此，在數(shù)據(jù)流的擁塞窗口，這個(gè)期望變化與它當(dāng)前的擁塞窗口成正比。路由器以時(shí)間間隔d檢測(cè)的數(shù)據(jù)流的預(yù)期數(shù)據(jù)包量，由這些數(shù)據(jù)包分割擁塞窗口，這個(gè)改變就是期望總數(shù)據(jù)包反饋。最終發(fā)現(xiàn)，總數(shù)據(jù)包負(fù)反饋應(yīng)該正比于數(shù)據(jù)包大小乘以數(shù)據(jù)流的RTT。 3.5.3

21、 有效性與公平控制器的說明 在一節(jié)總結(jié)有效控制器和公平控制器的重要性。 最初提到，有效和公平控制器是分開的。尤其，有效恐嚇器用MIMD規(guī)則，它增加通信速率正比于系統(tǒng)的空閑帶寬。即使在高容量鏈路，XCP也能快速得到空余帶寬。公平控制器用AIMD規(guī)則，它集中在公平上。不掛鉤使兩種控制器用各自適合的規(guī)則。有效控制器和公平控制器用到的特殊控制規(guī)則并不是唯一選擇。例如，我們用二項(xiàng)式定律描述公平控制器類似于在6所描述的。選擇以上控制規(guī)則是因?yàn)槲覀兊姆治龊湍M實(shí)驗(yàn)證明它們性能很好。有效控制器滿足2的需求?？偼ㄐ诺膹?qiáng)弱用總反饋和傳輸在鏈路上的獨(dú)立數(shù)據(jù)流數(shù)量來說明。不同于TCP，增加或減少規(guī)則不同于在網(wǎng)絡(luò)中的擁

22、塞水平。由EC發(fā)送的總反饋正比于利用率水平。此外，由于總反饋是通過RTT給出的，XCP隨往返延時(shí)積增加變得溫和。盡管公平控制器用AIMD，它比TCP更快達(dá)到公平。XCP的強(qiáng)弱與反饋延時(shí)很難在等式1中體現(xiàn)出它們的聯(lián)系。建議參考等式16，它表明基于不匹配率的吞吐量變化正比于延遲時(shí)間，基于隊(duì)列不匹配的變化正比于隊(duì)列延遲時(shí)間。乘積減少幫助集中于公平。在TCP中，乘積減少試用于丟包事件，這很少見。相反，XCP乘積減少與丟包無關(guān)，在每個(gè)平均RTT上都能用。XCP在估測(cè)誤差上也有效。我們估計(jì)p值并預(yù)測(cè)在流動(dòng)傳輸間隔期間的p。若低估了p，我們就分配不到在當(dāng)前控制間隔下得所以正反饋。但是，這帶寬將在的輸入通信估

23、計(jì)中作為空余帶寬出現(xiàn)，在這個(gè)間隔內(nèi)被非配到。在每個(gè)控制間隔，空閑帶寬部分將被分配，直到?jīng)]有留下。由于我們低估p導(dǎo)致分配減少，會(huì)緩慢收斂于效率。但這個(gè)錯(cuò)誤不會(huì)停止XCP達(dá)到滿利用率。相似的，若高估了p，在開始時(shí)的控制間隔內(nèi)會(huì)分配更多的反饋，很快將反饋耗盡。分配間隔的不均勻并不影響達(dá)到利用率，但會(huì)緩慢達(dá)到公平。相似論證能用在估計(jì)誤差，他們只是影響收斂時(shí)間，并不影響正確率。XCP的參數(shù)是定值，并獨(dú)立于數(shù)據(jù)源數(shù)量，延時(shí)，瓶頸容量。這比以前有顯著改善因?yàn)樘厥庵抵荒苡迷谔厥猸h(huán)境，或依賴于數(shù)據(jù)源數(shù)量，容量，延遲。在4，我們說明如何選擇這些值。最后，實(shí)施有效和公平控制器十分簡單，只需要附錄A中的少量代碼。4.

24、穩(wěn)定性分析用通信流體模型來分析XCP的穩(wěn)定性。分析考慮了多種XCP數(shù)據(jù)流穿過單鏈路。為了簡化和易處理，和以前的工作22,15,23,24相似，分析假設(shè)所以的數(shù)據(jù)流具有相同的，有限的，確定的延遲，忽略邊界條件。大量實(shí)驗(yàn)證明，在大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，不同RTT和邊界條件，結(jié)果仍然成立。有一種誤差會(huì)組織完成有效性，這是混亂通信的不穩(wěn)定的分配和解除分配。例如，在控制間隔結(jié)束時(shí)，我們解除所有的混亂通信，但沒有分配它，這種混亂會(huì)阻礙完成充分鏈路運(yùn)用。但混亂通信只占輸入通信的10%。此外，只有在|<0.1y時(shí)，混亂通信才存在。第五頁結(jié)束 第六頁開始 證明細(xì)節(jié)在附錄B中給出了。穩(wěn)定性證明的思想如下。給出以上的假

25、設(shè)，系統(tǒng)是線性反饋系統(tǒng)，具有延遲。這種系統(tǒng)的穩(wěn)定性通過列出奈奎斯特圖中的開環(huán)傳遞函數(shù)進(jìn)行研究。通過選擇如上所述的，值來證明系統(tǒng)滿足奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。此外，增益裕度大于1，相位裕度大于0，獨(dú)立于延遲，容量，數(shù)據(jù)源數(shù)量。 5.性能 在這一節(jié)，通過大量模擬實(shí)驗(yàn)證明，在傳統(tǒng)環(huán)境和高帶寬環(huán)境，XCP都勝過TCP。 我們的模擬實(shí)驗(yàn)表明，XCP具有幾乎從不丟包的特性。 我們證明了，在定理1的條件下，在任何容量，延遲，數(shù)據(jù)源中都能為，選擇常量。模擬實(shí)驗(yàn)從1.5Mb/s4Gb/s，傳播延遲在10ms1.4s，數(shù)據(jù)源數(shù)量在11000之間。我們模擬了對(duì)稱通信和進(jìn)出動(dòng)態(tài)環(huán)境的短網(wǎng)狀流。在這些模擬中，設(shè)置=0.4，=

26、0.226展現(xiàn)了結(jié)果的穩(wěn)定。 模擬證明，與TCP相比，新協(xié)議抑制震蕩，平滑集中在高利用率，小隊(duì)列，公平帶寬分配。同時(shí)證明了協(xié)議在不同通信需求和不同數(shù)據(jù)流往返時(shí)間下，都有穩(wěn)定性。 5.1模擬設(shè)置 模擬用數(shù)據(jù)包水平模擬ns-2，XCP模塊也參與其中。通過排隊(duì)規(guī)則，我們比較XCP與TCP reno：隨機(jī)早期丟棄算法(RED)。實(shí)驗(yàn)用“溫和”模式，根據(jù)作者建議設(shè)置參數(shù)。最小與最大閾值分別設(shè)置為緩沖區(qū)的1/3，2/3。增益裕度是在頻率-條件下的傳遞函數(shù)大小。相位裕度是傳遞函數(shù)為1時(shí)的頻率。在/dina/XCP.上的代碼是可用的。隨機(jī)提起標(biāo)記（REM）：根據(jù)作者建議以

27、及提供的代碼進(jìn)行設(shè)置REM參數(shù)。=1.001，=0.001.更新間隔設(shè)置在10個(gè)數(shù)據(jù)包傳遞時(shí)間，qref設(shè)置在緩沖區(qū)大小的1/3.自適應(yīng)虛隊(duì)列（AVQ）。作者建議，實(shí)驗(yàn)用=0.98，基于等式22計(jì)算。在19中，這個(gè)等式設(shè)置不適合大容量。這種情況，在22中用=0.15。核心無狀態(tài)公平隊(duì)列（CSFQ）：與AQM相比，AQM目的在于高利用率和小隊(duì)列。在核心路由器沒有數(shù)據(jù)流狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)云端，CSFQ旨在提供高公平性。CSFQ與XCP相比，發(fā)現(xiàn)XCP能在CSFQ框架中使用，并能提供公平性和有效性。參數(shù)設(shè)置用作者的ns實(shí)施中的數(shù)據(jù)。AQM方案的代碼由作者提供。為了讓發(fā)難展現(xiàn)最好的性能，在模擬時(shí)我們把ECN使

28、能。在所以模擬中，XCP參數(shù)=0.4，=0.226。XCP在Drop-Tail和RED丟包策略中都做了實(shí)驗(yàn)。這兩種清明沒有區(qū)別，因?yàn)閄CP從不丟包。大多數(shù)模擬實(shí)驗(yàn)用圖2所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，瓶頸容量，往返延遲，數(shù)據(jù)流數(shù)量是多樣的。根據(jù)帶寬延遲積設(shè)置緩沖區(qū)大小設(shè)置。根據(jù)圖3結(jié)構(gòu)做的實(shí)驗(yàn)表明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推廣在更大更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第六頁結(jié)束第七頁開始在未指明時(shí)，讀者應(yīng)該假設(shè)模擬拓?fù)鋵W(xué)，即數(shù)據(jù)流的RTT是相等的，數(shù)據(jù)流是長期的FTP數(shù)據(jù)流。模擬運(yùn)行時(shí)間依賴于傳輸延時(shí)，并經(jīng)常大于300RTT。所以的模擬都運(yùn)行足夠長的時(shí)間以確保系統(tǒng)達(dá)到一致的行為。5.2 與TCP和AQM方案做比較容量的影響：

29、不管隊(duì)列方案怎樣，鏈路容量的增加都將引起TCP性能降級(jí)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，50個(gè)長期FTP數(shù)據(jù)流共享一個(gè)瓶頸。往返傳播延時(shí)是80ms。另外，有50個(gè)數(shù)據(jù)流穿過反向路徑，經(jīng)常建立帶有應(yīng)答壓縮潛能的對(duì)稱通信環(huán)境。因?yàn)閄CP基于流體模型并估計(jì)一些參數(shù)，具有結(jié)果突發(fā)性的反向通信有向協(xié)議施壓的趨勢(shì)。 圖4說明，隨著容量的增加，TCP的瓶頸利用率嚴(yán)重減少。不管隊(duì)列方案如何，這結(jié)果都會(huì)發(fā)生。與此相反，XCP的利用率獨(dú)立于鏈路容量，始終接近最佳。此外，XCP從不丟失數(shù)據(jù)包，盡管TCP使用ECN，它也會(huì)丟失數(shù)以千計(jì)的數(shù)據(jù)包。盡管XCP隊(duì)列伴隨著容量增加，但隊(duì)列延時(shí)并不增加，因?yàn)榇笕萘恳鹛幚黻?duì)列加快。反饋延時(shí)的影響

30、：我們固定瓶頸容量在150Mb/s，研究增加延時(shí)對(duì)擁塞控制性能的影響。所有其他參數(shù)具有與先前實(shí)驗(yàn)相同的值。圖5表明，隨著傳播延時(shí)增加，TCP的利用率不管隊(duì)列方案，下降嚴(yán)重。相反，XCP維持高利用率。大延遲對(duì)TCP的性能的負(fù)面影響已經(jīng)在衛(wèi)星鏈路中熟知。TCP的突發(fā)性被認(rèn)為是一個(gè)潛在解釋，數(shù)據(jù)包速度被提議為解決方案。然而，實(shí)驗(yàn)表明突發(fā)性是小因素。尤其，XCP是基于窗口的突發(fā)性協(xié)議，但它處理延遲比TCP好多了。它能根據(jù)往返延遲調(diào)整它的積極性。數(shù)據(jù)流數(shù)量的影響：我們固定瓶頸容量在150Mb/s，往返傳播延遲在80ms，并在不同數(shù)量的FTP數(shù)據(jù)源進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)。其他參數(shù)與先前的實(shí)驗(yàn)保持一致。圖6表明，XC

31、P展現(xiàn)了很好的利用率，合理的隊(duì)列大小，沒有丟失數(shù)據(jù)包。在XCP隊(duì)列中，數(shù)據(jù)流的增加對(duì)它的高公平性有反作用。當(dāng)數(shù)據(jù)流的數(shù)量大于500時(shí)，公平擁塞窗口是一個(gè)實(shí)數(shù)，但有效擁塞窗口是數(shù)據(jù)包的整數(shù)。隨著公平窗口的減小，化整誤差引起擾亂。因此，隊(duì)列增大能消除這些擾亂。短網(wǎng)狀通信的影響：在網(wǎng)絡(luò)中的大量數(shù)據(jù)流是短網(wǎng)狀數(shù)據(jù)流。這對(duì)調(diào)查在擁塞控制中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流影響很重要。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們有50個(gè)長期FTP數(shù)據(jù)流在瓶頸鏈路中傳輸。同時(shí)，有50個(gè)數(shù)據(jù)流在反向鏈路中傳輸。這兩種存在仿真具有確認(rèn)壓縮結(jié)果的對(duì)稱通信環(huán)境。瓶頸帶寬是150Mb/s,往返傳輸延時(shí)是80ms。短流程以泊松方式到達(dá)。從柏拉圖非配方式得到平均30個(gè)數(shù)據(jù)

32、包的傳輸大小，這依賴于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)流量。 圖7描繪了瓶頸利用率，平均隊(duì)列長度，丟失包總數(shù)，以及各種情況下得到達(dá)率。在動(dòng)態(tài)環(huán)境下，伴隨著大量數(shù)據(jù)流的到達(dá)與分發(fā)，圖表數(shù)據(jù)顯示了XCP的穩(wěn)健性。即使在數(shù)據(jù)流的到達(dá)率顯著增大時(shí)，XCP也能持續(xù)保持高利用率，小隊(duì)列長度，0丟失量。在到達(dá)率高于800流/s,XCP開始丟包。這不是由環(huán)境的高動(dòng)態(tài)引起的。這是因?yàn)?，在高達(dá)率時(shí)，同一時(shí)刻的活動(dòng)流程很少。在通道中沒有空間來維持?jǐn)?shù)據(jù)包的最小量，丟包是必然的。這種情況，XCP實(shí)行最低丟包策略，即RED。 公平性：這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，XCP比TCP更公平，不管隊(duì)列方案怎樣。我們有30個(gè)永久的FTP數(shù)據(jù)流共享一個(gè)30Mb/s的通道。

33、做兩組模擬。在第一組，所有的數(shù)據(jù)流都有40ms的往返傳播延遲。在第二組，數(shù)據(jù)流有不同的RTT，范圍在40330ms中間。 圖8證明了，與其他方法相比，XCP提供了公平的帶寬分配，對(duì)長RTT數(shù)據(jù)流沒有偏見。此外，圖8-b顯示了在RTT分配中，即使變化大，XCP也有穩(wěn)健性。盡管XCP計(jì)算了系統(tǒng)RTT的平均估計(jì)值，它仍然正確的運(yùn)行在不同數(shù)據(jù)流具有不同RTT的環(huán)境下。 更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：實(shí)驗(yàn)用了9條鏈路拓?fù)?，盡管結(jié)構(gòu)類似于更多的鏈路。鏈路5能力最小，即50Mb/s，其他的位100Ms/s。所以的鏈路都有20ms的單程傳播延遲。50個(gè)數(shù)據(jù)流，用實(shí)線箭頭表示，穿過所以前向鏈路。50個(gè)橫向流，用虛線箭頭描述

34、，穿過所以前向鏈路。50個(gè)數(shù)據(jù)流也穿過反向鏈路。 圖9顯示了平均利用率，隊(duì)列大小，每個(gè)鏈路的丟包數(shù)量。實(shí)際上，所以方案保證在每個(gè)鏈路上具有合理的高利用率。然而，在最佳利用率與小隊(duì)列之間的權(quán)衡，在來自各種AQM方案中的XCP處理方式不同。XCP用少量的利用率交換少量的隊(duì)列容量。在這次試驗(yàn)與以前的相比，XCP的低利用率是由于混排帶來的干擾。尤其在鏈路1,2,3,4，公平控制器試圖從橫向數(shù)據(jù)流到遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)流之間攪亂帶寬，使其減少吞吐量。但遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)流在鏈路5中被壓制在下游，所以不能在正反饋中受益。這種結(jié)果在鏈路5的下游鏈路減輕了，因?yàn)樗麄兡苡^察到上游的限制，并相應(yīng)地減少負(fù)反饋。無論如何，由于攪亂帶寬

35、的總量少于10%，利用率仍然高于90%。第八頁結(jié)束第九頁開始在多邊擁塞鏈路的存在下，對(duì)XCP進(jìn)行修改還是有可能保證100%的利用率的。尤其，我們可以修改XCP來保證隊(duì)列在目標(biāo)值附近。這可能導(dǎo)致由隊(duì)列波動(dòng)混亂引起干擾。然而，我們相信，當(dāng)數(shù)據(jù)流穿過多邊擁塞鏈路時(shí)，維持小隊(duì)列長度比利用率的少量增加更有價(jià)值。尤其，它為新的突發(fā)數(shù)據(jù)流到來留下了安全裕度。相反，在TCP模擬實(shí)驗(yàn)中，純?cè)谠阪溌分械拇箨?duì)列導(dǎo)致每個(gè)包等待這九個(gè)隊(duì)列，這增加了端對(duì)端延遲。在這節(jié)的結(jié)尾，值得一提的是，在我們的所有模擬中，XCP的平均丟包率少于10-6,比其他方案少了三個(gè)數(shù)量級(jí)，盡管它們用了ECN。在數(shù)據(jù)流的公平擁塞窗口大于一個(gè)或兩個(gè)

36、數(shù)據(jù)包的環(huán)境下，XCP能控制擁塞達(dá)到?jīng)]有丟包。5.3 XCP的強(qiáng)弱由于以上的模擬實(shí)驗(yàn)集中在長期平均反應(yīng)，本節(jié)演示短期XCP的強(qiáng)弱。尤其，我們演示XCP的利用率，隊(duì)列大小，和吞吐量的有限波動(dòng)。這節(jié)中的平均反應(yīng)對(duì)協(xié)議的常規(guī)反應(yīng)具有代表性。收斂強(qiáng)弱：XCP抑制震蕩和平穩(wěn)的收斂，達(dá)到高效率小隊(duì)列和公平帶寬分配。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)，5個(gè)長期數(shù)據(jù)流共享45Mb/s的通道，具有40ms的RTT。數(shù)據(jù)流以兩秒的間隔開始轉(zhuǎn)移。圖10-a表明了，無論何時(shí)轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)流，公平控制器都重新分配帶寬來維持最大-最小公平。圖10-b表明分離利用率和公平控制確保在不干擾利用率的情況下實(shí)現(xiàn)重新分配。最終，圖10-c表明瞬時(shí)隊(duì)列有效的吸收

37、、釋放了流量。在流量需求的突然增加和減少下得穩(wěn)健性在這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們檢測(cè)了在性能流量需求和強(qiáng)弱變化時(shí)的性能。在10個(gè)長期FTP數(shù)據(jù)流共享100Mb/s的通道下模擬，往返傳輸延時(shí)是4ms。在t=4s時(shí)，開始了100個(gè)新的數(shù)據(jù)流的傳輸并讓它們穩(wěn)定。在t=8s時(shí)，我們終止這100個(gè)數(shù)據(jù)流，并保留10個(gè)原始的數(shù)據(jù)流在系統(tǒng)中。圖11表明 了XCP快速的適應(yīng)在傳輸中的突然的增加或減少。它表明了在數(shù)據(jù)流是XCP和TCPS通過RED隊(duì)列這兩種情況下的利用率和隊(duì)列。在不丟包的情況下，XCP吸收新的突發(fā)數(shù)據(jù)流同時(shí)維持了高利用率。在傳輸中，TCP容易被突然的增加干擾，并消耗很長時(shí)間去回復(fù)平穩(wěn)。當(dāng)數(shù)據(jù)流在t=10s時(shí)突

38、然停止，XCP快速的重新非配空余帶寬并保持高利用率。相反，需求的突然的減少會(huì)使TCP動(dòng)搖，并引起序列震蕩。6.不同的帶寬分配為了分離效率和公平，XCP提供了靈活的框架去設(shè)計(jì)各種各樣的帶寬分配方案。第九頁結(jié)束第十頁開始尤其，最小-最大公平控制器，會(huì)被能引起數(shù)據(jù)流的吞吐量收斂于不同帶寬分配的控制器代替。這樣做，設(shè)計(jì)師需要替換在FC上使用的AIMD機(jī)制，新機(jī)制對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)流分配總體反饋，使它們收斂于期望值。在這節(jié)，我們修改公平控制器來提供不同的帶寬分配。在描述帶寬分配方案之前，在XCP中，只有S受關(guān)注的QOS方案保證小排隊(duì)延遲或低抖動(dòng)冗余。我們描述一個(gè)簡單的方案，它根據(jù)影子價(jià)格模型提供不同的帶寬分配。

39、在模型中，用戶選擇自己愿意支付的單位時(shí)間價(jià)格。網(wǎng)絡(luò)分配帶寬，使競(jìng)爭相同瓶頸的用戶吞吐量正比于他們的價(jià)格。為提供不同帶寬，我們替換AIMD機(jī)制：如果>0,增加數(shù)據(jù)流吞吐量，使其正比于價(jià)格。如果<0，以當(dāng)前的吞吐量，成比例減少。我們通過修改擁塞數(shù)據(jù)頭來實(shí)施以上機(jī)制。尤其，以用戶支付的價(jià)格得到的當(dāng)前擁塞窗口替代H_cwnd.這個(gè)小修改足夠遵守以上的模型。下一步，我們給出模擬結(jié)果。三個(gè)XCP源共享10Mb/s的瓶頸。相應(yīng)的價(jià)格為P1=5，P2=10，P3=15。每個(gè)數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)移一個(gè)10Mb的文件，并從t=0開始。在圖12的結(jié)果表明，轉(zhuǎn)移率依賴于支付價(jià)格。在開始，當(dāng)所有的數(shù)據(jù)流都參與時(shí)，它們的

40、吞吐量是5Mb/s，3.3Mb/s，1.6Mb/s，都正比于它們當(dāng)前的價(jià)格。數(shù)據(jù)流1傳輸結(jié)束，剩余的數(shù)據(jù)流奪取剩余的帶寬，吞吐量扔保持正比于價(jià)格。當(dāng)數(shù)據(jù)流1完成傳輸釋放一半的連接能力，其他數(shù)據(jù)流的發(fā)送率占用一點(diǎn)RTT.7.安全性相識(shí)于TCP，在XCP中針對(duì)不良數(shù)據(jù)源的安全需要額外的機(jī)制來維持?jǐn)?shù)據(jù)流，并確保它們遵守?fù)砣刂茩C(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)邊緣的檢查代理或許會(huì)做這些。代理維持每個(gè)數(shù)據(jù)流狀態(tài)，通過監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流的行為來偵查網(wǎng)絡(luò)攻擊，并隔離無反應(yīng)的數(shù)據(jù)源。不像TXP,XCP使檢查代理的工作變得容易是因?yàn)樗娘@示反饋。隔離不良數(shù)據(jù)源變得更快和容易是因?yàn)榇砟苡蔑@示反饋檢測(cè)數(shù)據(jù)源。更準(zhǔn)確的說，在TCP隔離不良數(shù)據(jù)

41、源需要代理/路由器監(jiān)控通過長時(shí)間間歇可疑數(shù)據(jù)的平均值來決定這個(gè)數(shù)據(jù)源根據(jù)AIMD起反應(yīng)。因?yàn)閿?shù)據(jù)源的RTT不確定，正確發(fā)送率是非特定的，這使工作變得復(fù)雜。路由器發(fā)送數(shù)據(jù)流一個(gè)檢測(cè)反饋，用這個(gè)反饋減少擁塞窗口值達(dá)到特殊值。若數(shù)據(jù)流沒有作用在單程RTT則認(rèn)為它是無反應(yīng)的。實(shí)際上，數(shù)據(jù)流在數(shù)據(jù)包包中指定RTT使監(jiān)控變得容易。因?yàn)閿?shù)據(jù)流不能告訴在什么時(shí)候代理/路由器在監(jiān)控它，它不得不跟隨顯示反饋。第10頁結(jié)束第11頁開始8.逐步調(diào)度XCP接受逐步調(diào)度，在一半的路徑上適用。8.1基于XCP的核心無狀態(tài)公平隊(duì)列XCP能調(diào)度于類似CSFQ提出的云計(jì)算方法。這方法有很好好處。它能強(qiáng)制不良數(shù)據(jù)流或UDP數(shù)據(jù)流使

42、用公平分配而不需要每個(gè)數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)核心的狀態(tài)。它能提高網(wǎng)絡(luò)的效率，因?yàn)閄CP核心允許高利用率，小隊(duì)列，最小量數(shù)據(jù)包丟失。它也允許ISP在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部提供不同的帶寬分配。CSFQ共享這些資源，但我們的模擬實(shí)驗(yàn)表明XCP提供更好的公平，更高的利用率，更低的延遲。按這種方式運(yùn)用XCP，在通過網(wǎng)絡(luò)云端時(shí)，我們能映射TCP或UDP數(shù)據(jù)流到進(jìn)出邊緣路由器之間的XCP數(shù)據(jù)流。每個(gè)XCP數(shù)據(jù)流與進(jìn)入路由器相連接。到達(dá)的TCP或UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)入相關(guān)的隊(duì)列，相應(yīng)的XCP數(shù)據(jù)流在要離開時(shí)通過核心確定。為了這個(gè)目的，H_rtt測(cè)量在進(jìn)出路由器之間的傳播延遲，H_cwnd設(shè)置在進(jìn)入路由器維持的XCP擁塞窗口。 維持XCP核

43、心能被進(jìn)一步簡化。首先，沒有必要為數(shù)據(jù)包附加擁塞頭，因?yàn)樵诿總€(gè)RTT內(nèi)，邊緣路由器之間通過交換少量控制數(shù)據(jù)流來收集反饋。第二，共享進(jìn)出邊緣路由器的多元小數(shù)據(jù)流能映射到單個(gè)XCP數(shù)據(jù)流。不同的帶寬方案允許每個(gè)XCP小數(shù)據(jù)流得到正比于小數(shù)據(jù)流總量的吞吐量。根據(jù)XCP大數(shù)據(jù)流，路由器從隊(duì)列里轉(zhuǎn)寄數(shù)據(jù)包。TCP很自然的使小數(shù)據(jù)流集中于公平地共享大數(shù)據(jù)流，盡管應(yīng)該注意不能讓在相同大數(shù)據(jù)流中混雜響應(yīng)和無響應(yīng)數(shù)據(jù)流。8.2 TCP友好的XCP在這一節(jié)，我們描述一個(gè)在同一網(wǎng)絡(luò)允許端對(duì)端XCP公平競(jìng)爭TCP的機(jī)制。這個(gè)設(shè)計(jì)可以用來允許XCP在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中存在，或作為增量式部署機(jī)制。開始連接XCP時(shí)，發(fā)送方必須檢測(cè)接收方和路由器是否支持XCP。如果不支持，發(fā)送方恢復(fù)TCP或其他傳統(tǒng)協(xié)議。這些檢測(cè)可以用簡單設(shè)置TCP和IP完成。我們延伸設(shè)計(jì)