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La detección temprana aleatoria ( RED ), también conocida como descarte temprano aleatorio o eliminación temprana aleatoria , es una disciplina de colas para un programador de red adecuado para evitar la congestión . [1]
En el algoritmo convencional de eliminación de paquetes , un enrutador u otro componente de red almacena en el búfer tantos paquetes como pueda y simplemente descarta los que no puede almacenar en el búfer. Si los búferes están constantemente llenos, la red se congestiona . La eliminación de paquetes distribuye el espacio del búfer de manera injusta entre los flujos de tráfico. La eliminación de paquetes también puede provocar una sincronización global de TCP, ya que todas las conexiones TCP se "retienen" simultáneamente y luego avanzan simultáneamente. Las redes se subutilizan y se inundan, alternativamente, en oleadas.
RED aborda estos problemas descartando paquetes de forma preventiva antes de que el búfer se llene por completo. Utiliza modelos predictivos para decidir qué paquetes descartar. Fue inventado a principios de la década de 1990 por Sally Floyd y Van Jacobson . [2]
Operación
RED monitorea el tamaño promedio de la cola y descarta (o marca cuando se usa junto con ECN ) los paquetes según probabilidades estadísticas . Si el búfer está casi vacío, se aceptan todos los paquetes entrantes. A medida que la cola crece, también crece la probabilidad de descartar un paquete entrante. Cuando el búfer está lleno, la probabilidad llega a 1 y se descartan todos los paquetes entrantes.
RED es más justo que tail drop, en el sentido de que no tiene un sesgo contra el tráfico en ráfagas que utiliza solo una pequeña parte del ancho de banda. Cuanto más transmite un host, más probable es que sus paquetes se descarten, ya que la probabilidad de que se descarte un paquete de un host es proporcional a la cantidad de datos que tiene en una cola. La detección temprana ayuda a evitar la sincronización global de TCP.
Problemas con el clásico RED
Según Van Jacobson, "no hay uno, sino dos errores en el RED clásico". [3] Se desarrollaron mejoras del algoritmo y se preparó un borrador de artículo [4] , pero el artículo nunca se publicó y las mejoras no se difundieron ni se implementaron ampliamente. Se ha trabajado un poco para intentar terminar la investigación y corregir los errores. [3]
El RED puro no permite la diferenciación de la calidad de servicio (QoS). El RED ponderado (WRED) y el RED con entrada y salida (RIO) [5] permiten la detección temprana con consideraciones de QoS.
Otras variantes
MALDICIÓN
En RED ponderado puedes tener diferentes probabilidades para diferentes prioridades ( precedencia de IP , DSCP ) y/o colas. [6]
ARED
El algoritmo RED adaptativo o RED activo (ARED) [7] infiere si se debe hacer que RED sea más o menos agresivo en función de la observación de la longitud promedio de la cola. Si la longitud promedio de la cola oscila alrededor del umbral mínimo , entonces la detección temprana es demasiado agresiva. Por otro lado, si la longitud promedio de la cola oscila alrededor del umbral máximo , entonces la detección temprana es demasiado conservadora. El algoritmo cambia la probabilidad de acuerdo con la agresividad con la que percibe que ha estado descartando tráfico.
Véase Srikant [8] para una descripción detallada de estas técnicas y su análisis.
RRED
Se propuso un algoritmo robusto de detección temprana aleatoria (RRED) para mejorar el rendimiento de TCP frente a ataques de denegación de servicio (DoS), en particular ataques de denegación de servicio de baja tasa (LDoS). Los experimentos han confirmado que los algoritmos similares a RED existentes son especialmente vulnerables a los ataques de denegación de servicio de baja tasa (LDoS) debido al tamaño oscilante de la cola TCP causado por los ataques. [9] El algoritmo RRED puede mejorar significativamente el rendimiento de TCP frente a ataques de denegación de servicio de baja tasa. [9]
Véase también
Referencias
- ^ Floyd, Sally; Jacobson, Van (agosto de 1993). "Puertas de enlace de detección temprana aleatoria (RED) para evitar la congestión". Transacciones IEEE/ACM sobre redes . 1 (4): 397–413. CiteSeerX 10.1.1.147.3833 . doi :10.1109/90.251892. S2CID 221977646 . Consultado el 16 de marzo de 2008 .
- ^ Hafner, Katie (4 de septiembre de 2019). "Sally Floyd, quien ayudó a que todo funcionara sin problemas en línea, muere a los 69 años". The New York Times .
- ^ ab Gettys, Jim (17 de diciembre de 2010). "ROJO bajo una luz diferente". divagaciones de jg . Consultado el 27 de diciembre de 2010 .
- ^ Jacobson, Van; Nichols, Kathy; Poduri, Kedar (30 de septiembre de 1999). "ROJO bajo una luz diferente". CiteSeerX 10.1.1.22.9406 .
{{cite journal}}: Requiere citar revista|journal=( ayuda ) - ^ Clark, David D.; Wroclawski, John (julio de 1997). "Un enfoque para la asignación de servicios en Internet". Ietf Datatracker . IETF. pág. 12 . Consultado el 27 de mayo de 2011 .
- ^ Chao, H. Jonathan (2002). "Frontmatter and Index". Control de calidad de servicio en redes de alta velocidad . Nueva York: John Wiley & Sons Inc. pp. i–xvi. doi :10.1002/0471224391.fmatter_indsub. ISBN 978-0-471-00397-7.
- ^ Floyd, Sally; Gummadi, Ramakrishna; Shenker, Scott (1 de agosto de 2001). "RED adaptativa: un algoritmo para aumentar la solidez de la gestión de colas activas de RED" . Consultado el 16 de marzo de 2008 .
{{cite journal}}: Requiere citar revista|journal=( ayuda ) - ^ Srikant, Rayadurgam (2004). Las matemáticas del control de la congestión de Internet. Boston, MA, EE.UU.: Birkhäuser. ISBN 978-0-8176-3227-4.
- ^ ab Zhang, Changwang; Yin, Jianping; Cai, Zhiping; Chen, Weifeng (1 de mayo de 2010). "RRED: algoritmo RED robusto para contrarrestar ataques de denegación de servicio de baja tasa". IEEE Communications Letters . 14 (5): 489–491. doi :10.1109/LCOMM.2010.05.091407. S2CID 1121461.
Enlaces externos
- Gestión de colas RED (detección temprana aleatoria). Autor: Sally Floyd
- Guduz: un simulador simple de detección temprana aleatoria (RED)
- Variantes de RED Archivado el 20 de julio de 2017 en Wayback Machine . Autor: Hei Xiao Jun
- Publicaciones recientes sobre sistemas de detección temprana aleatoria (RED) Archivado el 17 de septiembre de 2016 en Wayback Machine.
