通信工程文献翻译——摘要

活动队列管理（AQM）旨在通过低排队延迟实现高链路利用率。最近的研究表明，RED是最着名的AQM之一，由于正确配置所需的复杂性，RED很难确定，并且没有提供显着的性能提升。 RED的最新变体，如自适应RED，旨在在更广泛的业务条件下提供更强大的RED性能，但尚未得到评估。本文介绍了TCP丢弃和TCP标记控制系统的路由器队列行为模型（队列规则），并使用队列规则来说明TCP流量对拥塞路由器的负载和队列行为的影响。通过队列法分析和仿真，本文认为采用分组丢弃的RED类似AQM技术并没有显着提高性能，而不是降落队列管理。然而，当AQM技术使用显式拥塞通知（ECN）作为通知TCP源的拥塞而不是分组丢弃的方法时，AQM在吞吐量和延迟方面的性能增益可以显着低于丢弃队列管理。

1介绍

为了防止拥塞崩溃，当前的互联网使用端到端的拥塞控制。在终端主机上，响应流量像TCP一样将网络丢包作为来自路由器的隐含网络拥塞信号，降低传输速率。在网络中，路由器使用出站队列来容纳流量突发并实现高链路利用率。由于FIFO排队机制的简单性，当队列已满时，丢弃传入数据包的丢包队列是当今互联网中最广泛使用的。不幸的是，当遇到持续拥塞时，尾随队列会导致更高的延迟。此外，丢包队列也可能导致突发数据包丢失，降低系统不稳定性和带宽公平性。

活动队列管理（AQM）提出了替代落后队列管理，以便在延迟，链路利用率，丢包率和系统公平性方面提高网络性能。 AQM增强了路由器以便早期检测和通知终端系统即将发生的拥塞，从而允许响应的业务流在降低路由器队列流量之前降低其传输速率。 AQM路由器还可以通过标记IP报头中的显式拥塞通知（ECN）[8]位来明确地发出终端系统的网络拥塞，而不是丢弃数据包，这可能大大降低网络丢包率并提高吞吐量。

了解AQM拥塞控制需要了解流量控制的响应特征。网络流量一直由TCP [15]主导，以加性增量多元递减（AIMD）方式响应网络拥塞。 [6]中的反馈控制系统理论提供了使用概率随机丢弃的AQM路由器对TCP流量对路由器的影响的深入了解。在[6]中，Firoiu和Borden使用长寿命TCP流的反馈控制模型来导出称为队列规则的路由器队列行为模型。他们的队列规则表明，平衡的路由器队列具有作为分组丢弃概率的函数的平均队列长度。队列规则对于配置使用平均队列长度来计算丢弃概率的随机早期检测（RED）系列1路由器队列管理机制特别有用。然而，[6]中的......

Abstract

Active Queue Management (AQM) is intended to achieve high link utilization with a low queuing delay. Recent studies show that RED, one of the most well-known AQMs, is difficult to configure and does not provide significant performance gains given the complexity required for proper configuration. Recent variants of RED, such as Adaptive-RED are designed to provide more robust RED performance under a wider-range of traffic conditions but have not yet been evaluated. This paper presents a router queue behavior model (a queue law) for TCP-dropping and TCP-marking control systems, and uses the queue law to illustrate the impact of TCP traffic on the load and queue behavior of congested routers. Through queue law analysis and simulation,this paper confirms that RED-like AQM techniques that employ packet dropping do not significantly improve performance over that of drop-tail queue management. However,when AQM techniques use Explicit Congestion Notification (ECN) as a method to notify TCP sources of congestion rather than packet drops, the performance gains of AQM in terms of goodput and delay can be significant over that of drop-tail queue management.

1 Introduction

To prevent congestion collapse, the current Internet uses end-to-end congestion control. At the end-host, responsive traffic flows like TCP treat network packet losses as.......