فيسبوك نتائج التجارب مع خوارزمية جديدة للتحكم في الازدحام - الأمثل لنقل محتوى الفيديو. تم اقتراح الخوارزمية من قبل باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. النموذج الأولي لـ COPA المقترح للاختبار مكتوب بلغة C++، مرخصة بموجب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمدرجة في - تنفيذ بروتوكول QUIC الذي يتم تطويره في Facebook.
تركز خوارزمية COPA على حل المشكلات التي تنشأ عند إرسال الفيديو عبر الشبكة. اعتمادًا على نوع الفيديو، يتم وضع متطلبات معاكسة تقريبًا على خوارزميات التحكم في الازدحام - بالنسبة للفيديو التفاعلي، من الضروري ضمان الحد الأدنى من التأخير، حتى على حساب الجودة، وعند بث فيديو عالي الجودة مُعد مسبقًا، يتم إعطاء الأولوية للحفاظ على الجودة. في السابق، كان مطورو التطبيقات مقتصرين على القدرة على تطبيق خوارزميات مختلفة اعتمادًا على متطلبات الجودة أو زمن الوصول. حاول الباحثون الذين طوروا COPA إنشاء خوارزمية عالمية لإدارة ازدحام فيديو TCP والتي يمكن تخصيصها بناءً على متطلبات الفيديو.
تتمثل مهمة خوارزمية التحكم في الازدحام في تحديد التوازن الأمثل عند إرسال الحزم - قد يؤدي إرسال عدد كبير جدًا من الحزم إلى فقدان الحزمة وتدهور الأداء بسبب الحاجة إلى إعادة إرسالها، ويؤدي الإرسال ببطء شديد إلى التأخير، مما يؤثر أيضًا سلبًا على الأداء . تم اختيار بروتوكول QUIC للتجارب، لأنه يسمح بتنفيذ خوارزميات التحكم في الازدحام في مساحة المستخدم دون التدخل في النواة.
لمنع ازدحام قناة الاتصال، يستخدم COPA نمذجة خصائص القناة بناءً على تحليل التغيرات في التأخير أثناء تسليم الحزم (يقلل COPA من حجم نافذة الازدحام مع زيادة التأخير، ويتلاعب ببدء زيادة التأخير حتى في المرحلة التي تسبق حدوث فقدان الحزمة) . يتم ضبط التوازن بين التأخير والإنتاجية باستخدام معلمة دلتا خاصة. تؤدي زيادة دلتا إلى زيادة الحساسية للتأخيرات ولكنها تقلل من الإنتاجية، في حين أن تقليل دلتا يسمح بإنتاجية أعلى على حساب زيادة زمن الوصول. يتم تعريف Delta=0.04 على أنها التوازن الأمثل بين الجودة وزمن الوصول.
استنادًا إلى خدمة البث المباشر على Facebook، تم اختبار COPA بالمقارنة مع خوارزميات CUBIC وBBR الشهيرة. تتمثل خوارزمية CUBIC الافتراضية في Linux في زيادة حجم نافذة الازدحام تدريجيًا حتى يحدث فقدان الحزمة، وبعد ذلك يتم إرجاع حجم النافذة إلى القيمة التي كانت عليها قبل بدء الخسارة.
يترك CUBIC الكثير مما هو مرغوب فيه في التخزين المؤقت للحزم على معدات الشبكة الحديثة، مما يؤدي إلى إبطاء سقوط الحزم. لا تدرك خوارزمية التحكم في الازدحام التخزين المؤقت وتستمر في زيادة السرعة حتى لو كانت القناة مزدحمة فعليًا بالفعل. يتم تخزين الحزم غير المرسلة مؤقتًا بدلاً من التخلص منها، ولا تعمل خوارزمية التحكم في الازدحام في TCP إلا عندما يكون المخزن المؤقت ممتلئًا ولا يمكنها موازنة معدل التدفق مع سرعة الارتباط الفعلي. لحل هذه المشكلة، اقترحت Google خوارزمية BBR محسنة تتنبأ بعرض النطاق الترددي المتاح من خلال عمليات التحقق التسلسلية وتقدير وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT).
مع دلتا = 0.04، تبين أن مؤشرات COPA قريبة من CUBIC وBBR. في الاختبارات التي تم إجراؤها عبر اتصال شبكة عالي السرعة مع تأخيرات منخفضة في إرسال الحزمة، حقق COPA زمن وصول أقل (479 مللي ثانية) مقارنة بـ CUBIC (499 مللي ثانية)، ولكنه تراجع قليلاً عن BBR (462 مللي ثانية). عندما انخفضت جودة الاتصال، أظهر COPA أفضل النتائج - كان التأخير أقل بنسبة 27% منه عند استخدام CUBIC وBBR.
في الوقت نفسه، على قناة اتصال سيئة، مكّن COPA وBBR من تحقيق إنتاجية أعلى بكثير مقارنةً بـ CUBIC. كان ربح BBR، مقارنة بـ CUBIC، 4.8% و5.5%، وCOPA - 6.2% و16.3%.
المصدر: opennet.ru