6. Устройство MP TCP
Standard socket API
Multi Path TCP
TCP subflow TCP subflowTCP subflow
Application Layer
Transport Layer
Network Layer
Packet Scheduling & Reordering
7. MP TCP в проводных сетях
Традиционные маршрутизаторы выбирают
пути передачи данных на основе IP адерсов
Маршрутизация на уровне TCP возможна, но
подпотоки могут пойти по одному маршрутом
8. MP TCP & SDN
SDN Controller
SYN
Контроллер извлекает опции TCP
заголовка, детектирует открытие
нового MP TCP соединения и
прокладывает *кратчайший* маршрут
9. MP TCP & SDN
SDN Controller
SYN
Контроллер извлекает опции TCP,
детектирует открытие нового
подпотока для известного MP TCP
соединения и прокладывает
*альтернативный* маршрут.
10. Контроллер может прокладывать
маршруты с учётом состояния сети
SDN Controller
Маршруты одного соединения не
должны пересекать одни и те же
точки перегрузки
11. Качество Сервиса
• Приложения предъявляют новые
требования к качеству серсиса сети
– Растёт число сетевых приложений
– Увеличивается разнообразие требований
• Для борьбы с перегрузками используется
экстенсивное наращивание ресурсов
– Широкие каналы, быстрые коммутаторы
– Неэффективность планирования ресурсов
приводит к использованию «грубой силы»
13. 1. Модель Integrated Services
• Резервирует ресурсы элементов сети вдоль
маршрутов передачи потоков данных
• Низкая утилизация из-за внутренней
фрагментации ресурсов сети
14. 2. Модель Differentiated Services
• Разделяет потоки данных на классы и выделяет
на обработку каждого из них долю ресурсов на
каждом коммутационном устройстве сети
• Ограниченный и косвенный контроль за
качеством обслуживания конкретных потоков
F1 F1
F2
F2
F3
F3
15. 3. Модель централизованного
планирования
• Контроллер наблюдает за сетью и динамически
вырабатывает *оптимальное* распределение
ресурсов сети между потоками данных
• Планирование распределения ресурсов –задача
многокритериальной оптимизации
F1 F1
F2
F2
F3
F3
16. 4. Модель многопоточной
маршрутизации
• MP TCP агенты самостоятельно определяют
количество подпотоков, необходимое для
корректной работы приложения
• Контроллер выполняет роль арбитра и
ограничивает активность MP TCP агентов
• Решение по принципу «разделяй и властвуй»
F1 F1
F2
F2
F3
F3
18. Условие открытия потока
1. Скорость передачи меньше желаемой/положенной
2. Приложение передаёт больше, чем принимает сеть
Time
Bytes
ACK
𝑉𝑏𝑢𝑓
𝑉𝑏𝑢𝑓
max
Used
Buffer
Max Buffer
19. Условие открытия потока
1. Скорость передачи меньше желаемой/положенной
2. Приложение передаёт больше, чем принимает сеть
Time
Bytes
ACK
𝑉𝑏𝑢𝑓
𝑉𝑏𝑢𝑓
max
Used
Buffer
Max Buffer
There are a lot of applications that imply some specialized requirements to the quality of network connections.
These application are not exotic, they are around us. For example, video streaming requires a certain bandwidth and an upper bounded delay.
The class of interactive applications cover new areas and extend its scope. The number of their users constantly increase either.
And how do networks countervail the increasing requirements of network application?
There is a popular point of view, that the only feasible way to solve the problem is to increase the raw power of the network.
Replace existing switches with the faster ones, increase the bandwidth of the links and so on.
And apply this idea until all the requirements are met.
We consider this approach rather inefficient at least from a point of view of a pure rationality.
Make a brief look at a usual network application.
It operates properly, if it acquired at least a certain amount of resources.
A small remark. Of course, the network resources may have different importance, may be located at different points of the network, and be different by their nature.
So they are often not comparable to each other. Still, I will explain the idea using the graph at the slide.
It contains two graphics: the red one show the dependence of critical application requirements on time.
The purple one represents the maximum amount of resources the application is actually able to obtain.
Now, remember the network operates correctly, if it meets the critical requirements of each application.
However, if we do not use any quality of management tools, each application will acquire as much resources, as possible.
Thus, some application may get a much higher amount of resources than they actually required, and some application may be suffocated.
So, to provide all applications with the required amount of resources, network should provide
such a large overprovisioning as to give each application as much resources as it could take.
So, there are a lot of resources to take and share, there exists an internal resource fragmentation.
As you can see, networks have a high overprovisioning and a low level of utilization as a result.
What are our options to surmount this problem?
There are several models of quality of service management.
A model of Integrated services reserves resources for a given flow at each network element of the network.
Well, this approach is unable to overcome internal fragmentation of resources.
And actually, it makes the network obey the needs of applications and ignores the needs of
those people who provides the infrastructure. Moreover, this solution is hard to scale.
Differentiated services, in opposite, implements quality of service in such a way as to be convenient to infrastructure owners.
However, it provides only a limited possibilities to manage flow quality.
Roughly speaking, current approaches to QoS have insufficient
Control facilities or have an excessive implementation cost.