Abstract-Internet routrar kräver buffertar för att hålla paket under tider av överbelastning. Buffrarna måste vara snabba, och helst bör de vara tillräckligt små för att kunna använda snabbminnesteknik som SRAM eller alloptisk buffring. Tyvärr, en allmänt använd regel-of-tumb säger att vi behöver en bandbreddsfördröjning produkt av buffring vid varje router för att inte förlora länkutnyttjande. Detta kan vara oöverkomligt stort. I en tidning nyligen, Appenzeller et al. utmanade denna regel-of-tumb och visade att för ett stamnät, buffertstorleken kan divideras med ε N utan att offra genomströmning, där N är antalet flöden som delar flaskhalsen. I detta dokument undersöker vi hur buffertar i ryggraden kan minskas betydligt ännu mer, till så lite som några dussin paket, om vi är villiga att offra en liten mängd länkkapacitet. Vi hävdar att om TCP-källorna inte är alltför spruckna räcker det med färre än tjugo paketbuffertar för hög genomströmning. Särskilt hävdar vi att O(log W ) buffertar är tillräckliga, där W är fönsterstorleken på varje flöde. Vi stödjer vårt påstående med analys och en mängd olika simuleringar. Förändringen vi måste göra till TCP är minimal varje avsändare behöver bara stegra paket injektioner från dess fönster. Dessutom finns det vissa bevis för att sådana små buffertar är tillräckliga även om vi inte ändrar TCP-källorna så länge accessnätet är mycket långsammare än ryggraden, vilket är sant idag och sannolikt kommer att förbli sant i framtiden. Vi drar slutsatsen att buffertar kan göras små nog för alloptiska routrar med små integrerade optiska buffertar. Fram till helt nyligen trodde man allmänt att internetroutrar behövde stora buffertar. Kommersiella routrar idag En tidigare, kortare, ofullständig, inbjuden och ogranskad version av detta dokument publicerades i ACM CCR, juli 2005. Redaktören uppmuntrade oss att skicka in till Infocom så att en komplett, granskad version skulle vara tillgänglig för samhället. Detta arbete fick stöd under DARPA/MTO DOD-N award no. W911NF-04-0001/KK4118 (LASOR PROJEKT) och Buffert Size Grant nr. W911NF-05-1-0224. Ashish Goels arbete fick också stöd av NSF-stipendiet och Alfred P. Sloan-stipendiet, och Tim Roughgardens arbete stöddes också delvis av ONR-stipendiet N00014-04-1-0725. har enorma paketbuffertar, som ofta lagrar miljontals paket, under antagandet att stora buffertar leder till god statistisk multiplexing och därmed effektiv användning av dyra långdistanslänkar. En allmänt använd regel-av-tumme anger att, på grund av dynamiken i TCP trängsel kontroll mekanism, en router behöver en bandbreddsfördröjning produkt av buffring, B = RTT × C, för att fullt ut utnyttja flaskhals länkar [5], [6], [16]. Här är C kapaciteten hos flaskhalslänken, B är storleken på bufferten i flaskhals routern, och RTT är den effektiva tur-trip förökning fördröjningen av ett TCP-flöde genom flaskhalslänken. Nyligen, Appenzeller et al. föreslås med hjälp av regel B = RTT × C/ ε N istället, där N är antalet flöden genom flaskhalslänken [3]. I ett stamnät idag, N är ofta i tusentals eller tiotusentals, och så storleksregeln B = RTT × C / В N resulterar i betydligt färre buffertar. I den här artikeln undersöker vi om och hur vi kan bygga ett nätverk med mycket mindre buffertar som fortfarande finns med bara några dussin paketbuffertar i varje router, och kanske på bekostnad av 100% länkanvändning. Även om detta är en intressant intellektuell övning i sig, skulle det bli praktiska konsekvenser om det var möjligt. För det första skulle det kunna underlätta byggandet av alloptiska routrar. Med de senaste framstegen [8], [9], [13] är det nu möjligt att utföra alloptiska byten, öppna dörren till routrar med enorm kapacitet och lägre effekt än elektroniska routrar. Nya tekniska framsteg möjliggör optiska FCFS paketbuffertar som kan hålla några dussin paket i ett integrerat optoelektroniskt chip [13]. Större alloptiska buffertar förblir ogenomförbara, utom med otympliga spolar av optisk fiber (som bara kan implementera fördröjningslinjer, inte riktiga FCFS paketbuffertar). Vi är intresserade av att undersöka genomförbarheten av ett operativt alloptiskt nätverk med bara några dussin optiska paketbuffertar i varje router. För det andra, om stora elektroniska routrar bara krävde några dussin paketbuffertar, skulle det kunna minska deras komplexitet, vilket gör dem lättare att bygga och lättare att skala. Ett typiskt Detta dokument i fulltext granskades av experter på ämnesfrågor i IEEE Communications Society för publicering i Proceedings IEEE Infocom.
Enachescu m.fl. REF tyder på att ytterligare kan reduceras till ( ), där är fönsterstorleken på varje flöde, vilket resulterar i buffertstorlekar på endast 10 - 20 paket samtidigt uppnå 85 - 90% av länkutnyttjande.
Routers with Very Small Buffers
{'venue': 'Proceedings IEEE INFOCOM 2006. 25TH IEEE International Conference on Computer Communications', 'journal': 'Proceedings IEEE INFOCOM 2006. 25TH IEEE International Conference on Computer Communications', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}