Facebook új torlódáscsökkentő algoritmussal végzett kísérletek eredményei - , videotartalom továbbítására optimalizálva. Az algoritmust a Massachusetts Institute of Technology kutatói javasolták. A tesztelésre javasolt COPA prototípus C++ nyelven íródott, MIT licenccel és benne van — a QUIC protokoll megvalósítása a Facebooknál.
A COPA algoritmus a videó hálózaton keresztüli továbbítása során felmerülő problémák megoldására összpontosít. A videó típusától függően szinte ellentétes követelményeket támasztanak a torlódáscsökkentő algoritmusokkal szemben - az interaktív videónál minimális késéseket kell biztosítani, akár a minőség rovására is, és az előre elkészített, jó minőségű videó sugárzásánál prioritást élvez a minőség megőrzéséhez. Korábban az alkalmazásfejlesztők a minőségi vagy késleltetési követelményektől függően különböző algoritmusok alkalmazására korlátozódtak. A COPA-t kifejlesztő kutatók megpróbáltak létrehozni egy univerzális algoritmust a TCP-videótorlódások kezelésére, amely testreszabható a videokövetelmények alapján.
A torlódásgátló algoritmus feladata az optimális egyensúly meghatározása csomagküldéskor - túl sok csomag küldése csomagvesztéshez és teljesítményromláshoz vezethet az újraküldés szükségessége miatt, a túl lassú küldés pedig késésekhez vezet, ami szintén negatívan befolyásolja a teljesítményt. . A kísérletekhez a QUIC protokollt választottuk, mivel ez lehetővé teszi torlódás-szabályozó algoritmusok megvalósítását a felhasználói térben anélkül, hogy a rendszermagot zavarná.
A kommunikációs csatorna torlódásának megelőzése érdekében a COPA a csatorna jellemzőinek modellezését használja a csomagkézbesítés során bekövetkező késések változásának elemzésén alapulóan (a COPA a késleltetések növekedésével csökkenti a torlódási ablak méretét, manipulálva ezzel, hogy a késések még a csomagvesztés előtti szakaszban is növekedni kezdjenek) . A késleltetések és az áteresztőképesség közötti egyensúly egy speciális delta paraméterrel állítható be. A delta növelése növeli a késleltetésekre való érzékenységet, de csökkenti az átviteli sebességet, míg a delta csökkenése nagyobb átvitelt tesz lehetővé a megnövekedett késleltetés árán. A Delta=0.04 a minőség és a késleltetés közötti optimális egyensúly.
A Facebook Live streaming szolgáltatás alapján a COPA-t a népszerű CUBIC és BBR algoritmusokkal összehasonlítva tesztelték. A Linux alapértelmezett CUBIC algoritmusa az, hogy fokozatosan növelje a torlódási ablak méretét, amíg a csomagvesztés meg nem történik, majd az ablak mérete visszaáll a veszteség kezdete előtti értékre.
A CUBIC sok kívánnivalót hagy maga után a csomagpufferelés terén a modern hálózati berendezéseken, ami lelassítja a csomagleadást. A torlódáscsökkentő algoritmus nem ismeri a pufferelést, és tovább növeli a sebességet, még akkor is, ha a csatorna már fizikailag torlódott. Az el nem küldött csomagokat a rendszer puffereli, nem pedig eldobja, és a TCP torlódás-ellenőrző algoritmusa csak akkor lép működésbe, ha a puffer megtelt, és nem tudja egyensúlyba hozni az áramlási sebességet a fizikai kapcsolat sebességével. A probléma megoldására a Google egy továbbfejlesztett BBR-algoritmust javasolt, amely szekvenciális ellenőrzéseken és RTT-becsléseken keresztül előrejelzi az elérhető sávszélességet.
A delta=0.04 mellett a COPA mutatók a CUBIC és a BBR közelében mutatkoztak. A nagysebességű hálózati kapcsolaton, alacsony csomagátviteli késleltetéssel végzett tesztekben a COPA alacsonyabb késleltetést (479 ms) ért el a CUBIC-hoz (499 ms) képest, de kissé elmaradt a BBR-től (462 ms). Amikor a kapcsolat minősége csökkent, a COPA mutatta a legjobb eredményeket – a késések 27%-kal alacsonyabbak voltak, mint a CUBIC és a BBR használatakor.
Ugyanakkor rossz kommunikációs csatornán a COPA és a BBR lényegesen nagyobb áteresztőképességet tett lehetővé a CUBIC-hoz képest. A BBR növekedése a CUBIC-hoz képest 4.8% és 5.5%, a COPA pedig 6.2% és 16.3% volt.
Forrás: opennet.ru