Estimaciones del ancho de banda en redes

Estimaciones del Ancho de Banda en redes de Banda Ancha

“Bandwidth Estimation in Broadband Access Network”
Karthik Lakshminarayanan University of California Berkeley Venkata N. Padmananbhan Microsoft Research Jitendra Padhye Microsoft Research

Gabriel Firme Ing. Mateo Ruetalo

Consideraciones preliminares Existen muchos trabajos sobre técnicas para estimar la capacidad y el ancho debanda disponible sobre una red basadas en medidas punto a punto. Generalmente los enfoques se basan en configuraciones modeladas como un enlace punto a punto con un ancho de banda bien definido y un tráfico de paquetes tipo FIFO. En el siguiente trabajo se muestra que redes de banda ancha como las de cable módem y redes inalámbricas basadas en el estándar 802.11 no cumplen con este modelo por variosmotivos: • el camino cursado por los paquetes puede utilizar mecanismos de administración de velocidad de trasmisión como “token bucket”, • puede traficar paquetes de una forma diferente a una cola FIFO, • puede soportar múltiples velocidades diferentes, etc. En el presente trabajo también se analiza como estas características impiden la operación de varios métodos y herramientas de estimación decapacidad y ancho de banda disponible y presenta una nueva técnica de estimación de ancho de banda disponible; PROBEGAP, el cual tiene en cuenta estas dificultades. Se evalúa dicha herramienta en enlaces Cable módems y 802.11a. INTRODUCCIÓN Se han desarrollado muchas técnicas para estimar la capacidad y ancho de banda disponible sobre un camino de red basadas en medidas punto a punto. La capacidadde un camino se define como el ancho de banda del enlace más pequeño del camino. El ancho de banda disponible se define como la disponibilidad de trafico del enlace mas comprometido del camino cursado por los paquetes, es decir es el valor del trafico que puede cursar un nuevo flujo por dicho enlace sin generar congestión en los flujos existentes. Trabajos previos han asumido un modelo simple deenlaces en una red; “el modelo tradicional”. Este modelo le asigna al enlace comprometido (el de menor ancho de banda disponible) de un camino un valor bien defino de ancho de banda que determina la velocidad de transmisión por el enlace. Este se asume punto a punto con modelo de tratamiento de paquetes FIFO, incluyendo los paquetes de medida y el “cross-traffic”. El “cross-traffic” se asume conun modelo de tráfico de tipo fluido. En el presente trabajo se muestra que muchas de las suposiciones utilizadas en el “modelo tradicional” fallan al modelar redes de banda ancha tipo cable módem o inalámbricas 802.11. Este tipo de redes han proliferado como acceso a hogares y probablemente en muchos casos pasaron a ser los enlaces comprometidos por lo tanto la desviación del modelo tradicionalasumido es significativa. Existen varias razones por las cuales el “modelo tradicional” falla: • El enlace no cuenta con un Ancho de Banda fijo o bien definido, por ejemplo debido a la regulación de velocidad “token bucket” utilizada en la tecnología cable módem o esquemas de múltiple velocidad dinámica utilizada en redes 802.11. Es necesario distinguir entre el Ancho de Banda “bruto” y el ancho debanda visto por un flujo continuo de paquetes. El modelo de tratamiento de paquetes no tiene por que ser FIFO debido al protocolo de control de acceso al medio utilizado en las redes 802.11 o cable módem.

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Los enlaces de múltiples velocidades 802.11 pueden interferir y crear grandes picos de “cross traffic” que resultan en desviaciones significativas del modelado del “cross traffic”como un fluido. Este trabajo realiza tres contribuciones: 1. Identifica las características de las redes de banda ancha que presentan cambios en las técnicas existentes de estimación de capacidad y ancho de banda disponible. 2. Evalúa estos problemas a través de experiencias realizadas sobre redes de banda ancha reales. El trabajo se enfoca en enlaces de banda ancha aislados y no en enlaces que...