Facebook은 BBR 및 CUBIC에 대해 새로운 혼잡 제어 알고리즘 COPA를 테스트합니다.

페이스북 출판 새로운 혼잡제어 알고리즘 실험 결과 - 코파, 비디오 콘텐츠 전송에 최적화되었습니다. 이 알고리즘은 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들이 제안했습니다. 테스트를 위해 제안된 COPA 프로토타입은 C++로 작성되었으며, 열려있다 MIT에 따라 라이센스가 부여되었으며 mvfst — Facebook에서 개발 중인 QUIC 프로토콜의 구현입니다.

COPA 알고리즘은 네트워크를 통해 비디오를 전송할 때 발생하는 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 혼잡제어 알고리즘은 영상의 종류에 따라 거의 정반대의 요구사항이 적용됩니다. 대화형 영상의 경우 품질을 희생하더라도 지연을 최소화해야 하며, 미리 준비된 고품질 영상을 방송하는 경우 우선순위가 부여됩니다. 품질을 유지하는 것입니다. 이전에는 애플리케이션 개발자가 품질이나 대기 시간 요구 사항에 따라 다양한 알고리즘을 적용할 수 있는 능력이 제한되었습니다. COPA를 개발한 연구원들은 비디오 요구 사항에 따라 사용자 정의할 수 있는 TCP 비디오 정체를 관리하기 위한 범용 알고리즘을 만들려고 했습니다.

혼잡 제어 알고리즘의 역할은 패킷을 보낼 때 최적의 균형을 결정하는 것입니다. 너무 많은 패킷을 보내면 패킷 손실이 발생하고 패킷을 다시 보내야 하기 때문에 성능이 저하될 수 있으며, 너무 느리게 보내면 지연이 발생하여 성능에도 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. . QUIC 프로토콜은 커널을 방해하지 않고 사용자 공간에서 혼잡 제어 알고리즘을 구현할 수 있기 때문에 실험을 위해 선택되었습니다.

통신 채널의 혼잡을 방지하기 위해 COPA는 패킷 전달 중 지연 변화 분석을 기반으로 채널 특성 모델링을 사용합니다(COPA는 지연이 증가함에 따라 혼잡 윈도우 크기를 줄이고, 패킷 손실이 발생하기 전 단계에서도 지연이 증가하기 시작하도록 조작합니다). . 지연과 처리량 간의 균형은 특수 델타 매개변수를 사용하여 조정됩니다. 델타를 늘리면 지연에 대한 민감도가 높아지지만 처리량이 감소하는 반면, 델타를 줄이면 대기 시간이 늘어나는 대신 처리량이 높아집니다. Delta=0.04는 품질과 대기 시간 간의 최적 균형으로 정의됩니다.

Facebook Live 스트리밍 서비스를 기반으로 COPA를 인기 있는 CUBIC 및 BBR 알고리즘과 비교하여 테스트했습니다. Linux의 기본 CUBIC 알고리즘은 패킷 손실이 발생할 때까지 정체 창의 크기를 점진적으로 늘리고, 그 후에는 창 크기를 손실이 시작되기 전의 값으로 롤백하는 것입니다.

CUBIC은 최신 네트워크 장비의 패킷 버퍼링에 있어 부족한 부분이 많기 때문에 패킷 삭제 속도가 느려집니다. 혼잡 제어 알고리즘은 버퍼링을 인식하지 못하고 채널이 이미 물리적으로 혼잡한 경우에도 계속해서 속도를 증가시킵니다. 전송되지 않은 패킷은 폐기되지 않고 버퍼링되며 TCP의 정체 제어 알고리즘은 버퍼가 가득 차서 흐름 속도와 물리적 링크 속도의 균형을 맞출 수 없는 경우에만 시작됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 구글은 순차적 확인과 RTT(왕복 시간) 추정을 통해 사용 가능한 대역폭을 예측하는 향상된 BBR 알고리즘을 제안했습니다.

delta=0.04에서는 COPA 지표가 CUBIC 및 BBR에 가까운 것으로 나타났습니다. 패킷 전송 지연이 낮은 고속 네트워크 연결을 통해 수행된 테스트에서 COPA는 CUBIC(479ms)에 비해 낮은 지연 시간(499ms)을 달성했지만 BBR(462ms)에는 약간 뒤처졌습니다. 연결 품질이 저하되었을 때 COPA가 가장 좋은 결과를 보였습니다. 지연은 CUBIC 및 BBR을 사용할 때보다 27% 더 낮았습니다.

동시에 열악한 통신 채널에서 COPA와 BBR을 사용하면 CUBIC에 비해 훨씬 높은 처리량을 달성할 수 있었습니다. CUBIC에 비해 BBR의 이득은 4.8%와 5.5%, COPA는 6.2%와 16.3%였습니다.

출처 : opennet.ru