Új, kooperatív torlódásszabályozási algoritmus teljesítményelemzése LTE hálózatokban

A TCP (Transport Control Protocol) végpontok közti megbízható adatátvitel biztosítására jött létre, azonban a meglévő LTE és a szabványosítás alatt álló 5G-s hálózatok új kihívások elé állítják. A probléma forrása a torlódásvezérlési (Congestion Control, CC) algoritmusok alkalmazhatósága heterogén hálózatokban. Rádiós környezetben a hirtelen kapacitás-változások és a nem torlódásból származó csomagvesztések olyan jelenségek, melyekre a jelenlegi alapértelmezett algoritmus (CUBIC) nincs felkészülve.

További kihívás, hogy a TCP folyamok a végpontok között jelentősen különböző tartományokon haladnak keresztül. Rádiós hozzáférési hálózatokban (RAN-tartomány) a folyamok közötti fair erőforrás megosztás nem a transzport protokoll feladata, míg az Internet-tartományban a fairness biztosítása kiemelten fontos elvárás az algoritmustól.

A HSN Lab és az Ericsson közös kutatási projektjének keretében a hálózat- és a végpontok közötti kooperáció lehetőségét vizsgáljuk a fenti problémák megoldására. A vezetékes és vezeték nélküli tartományok határán telepítünk egy proxy-t (Lightweight Performance Enhancing Proxy, LwPEP), mely a küldő számára többlet információt biztosít a hálózatból a torlódásszabályozás optimalizálásához. Ezeket az információkat felhasználva a küldő oldal alkalmazhat egy új, több tartományra optimalizált (Multi-Domain) CC algoritmust.

Tanulmányunkban bemutatjuk ezen új algoritmus működési elvét, összehasonlítva a meglévő megoldásokéval, majd bemutatunk egy átfogó teljesítményelemzést, ahol a LwPEP-ből nyert információkra épülő új torlódásszabályozási algoritmus teljesítményét hasonlítjuk össze a hagyományos megoldásokéval LTE hálózatokban. A szimulációink során ns-3 (Network Simulator 3) környezetet használunk, amiben a minél reálisabb eredmények érdekében Linux kernel alapú implementációt alkalmazunk a végpontoknál (DCE cradle kiegészítő használata), az LTE hálózatok szimulációját pedig az LTE modul használatával részletesen kidolgozott szcenáriók segítik.

szerzők

Kun Szabolcs
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
Hajdu Tamás
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

Dr. Molnár Sándor
egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Krämer Zsolt
PhD hallgató, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Mihály Attila
Kutató, Ericsson Magyarország Kft. (külső)