Простой алгоритм обещает покончить с заторами в беспроводных сетях

Выбор скорости передачи данных является неординарной задачей от которой зависит качество предоставления веб-сервисов. Заниженная скорость ухудшит интерактивность приложений или разрешение потокового видео, а завышенная приведёт к заторам из пакетов, ожидающих своей очереди на пересылку.

Ситуация ещё более усложняется для беспроводных сетей. Их пропускная способность может стремительно возрастать или снижаться до нуля в зависимости от ряда плохо непредсказуемых факторов, таких как количество пользователей, расположение базовых станций и даже окружающая застройка.

В статье, подготовленной для симпозиуме USENIX по проектированию и реализации сетевых систем, сотрудники Массачусетского технологического института (MIT) предложили простую схему, применение которой увеличивает производительность таких сетей примерно в полтора раза и снижает задержки вдвое.

Схема под названием Accel-Brake Control (ABC) базируется на новом алгоритме, который позволяет маршрутизаторам самим сообщать, сколько пакетов данных может пройти через них без возникновения перегрузки. Разработчики схемы задействовали для этого всего один бит в каждом интернет-пакете. Агрегированные по многим пакетам данных, такие одиночные биты могут предоставить всю необходимую информацию о пропускной способности в реальном времени.

На основании текущей загрузки сети базовая станция присваивает выделенному биту значение «ускорить» или «замедлить». Получив этот пакет, отсылающая сторона применяет эти рекомендации к тем пакетам, которые находятся в сети в процессе пересылки. В масштабах всей сети этот алгоритм превращается в мощный способ обратной связи, позволяющий всего за пару сотен миллисекунд наилучшим образом подстроиться к изменившейся обстановке.

Авторы ведут переговоры с операторами мобильных сетей о тестировании этой технологии в «полевых условиях». В отличие от альтернативных «явных» схем контроля заторов, предполагающих использование нескольких битов в пакете, ABC не требует внесения изменений в базовый способ пересылки данных в сети Интернет, то есть гораздо более практична.

В симуляциях сотовых сетей при тех же задержках, что и у традиционных схем, ABC достигала увеличения пропускной способности на 30–40%, либо снижала задержки на 200–400% при неизменной скорости передачи.

«В сотовых сетях ваша доля пропускной способности быстро меняется, что приводит к задержкам в обслуживании. Традиционные схемы слишком медленны, чтобы адаптироваться к этим изменениям, — говорит первый автор статьи, Пратиш Гойял (Prateesh Goyal), аспирант лаборатории CSAIL MIT. — ABC предоставляет подробные сведения об этих сдвигах — вверх или вниз, — используя один бит данных».