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L4S互操作为10G“元宇宙”奠定基础
你的未来是什么样的?您的愿景很可能依赖于l4s -低延迟、低损耗、可扩展吞吐量技术。的关键组成部分低延迟DOCSIS®亚博苹果版怎么下载L4S是电缆行业的基础10 g倡议并支撑了千兆级平台的四个原则中的三个:速度,低延时而且可靠性.通过允许应用程序充分利用千兆级连接,并在此过程中实现超低延迟和接近零丢包,L4S将改变宽带网络的可能性。
这项技术将使未来的交互式和沉浸式媒体体验成为可能——“元宇宙”类型的增强现实(AR)和虚拟现实(VR)应用程序曾经只是科幻小说想象中的虚构。L4S还可以实现以前没有设想过的应用!现在,我们离部署这一关键技术又近了一步,在一场吸引了来自组织的参与者的互操作性活动之后苹果,谷歌,元,NetApp,网飞公司,诺基亚而且英伟达,以及有线电视行业组织Casa系统,宪章通信,康卡斯特公司而且CommScope.
低延迟DOCSIS规范和IETF标准
亚博yabo888vip网页版而且Kyrio在康卡斯特、苹果和谷歌的支持下,组织了Interop活动,这是世界上第一个测试L4S实现的活动。作为该技术发展的早期采用者、推动者和贡献者,CableLabs已将有线宽带行业定位为率先利用应用程序与互联网交互方式的这种变革性变化。亚博yabo888vip网页版亚博yabo888vip网页版CableLabs从一开始就将对L4S的支持集成到其低延迟DOCSIS规范中,并一直是推动其标准化的领导者亚博苹果版怎么下载互联网工程任务组(IETF).
广泛的参与者
为期四天的Interop活动是在IETF于7月底在费城举行的“黑客松”期间与该组织协调举行的,吸引了来自15个组织的32名工程师。工程师们在低延迟DOCSIS设备上测试和改进了他们的应用程序,包括使用多个供应商的片上系统(soc)的电缆调制解调器和Casa Systems和CommScope的电缆调制解调器终端系统(CMTS)设备。此外,两个支持l4s的Wi-Fi接入点(一个来自诺基亚,另一个来自谷歌nest)也参与了此次活动,诺基亚还带来了一个5G网络模拟器。
该活动的目标是让工程师测试和改进他们的实现,而不是演示该技术的功能。但我们确实设法在早期发布了一些令人印象深刻的作品基准测试结果并演示一些应用。在Apple的QUIC-Prague L4S拥塞控制设计的首次公开演示中(最近在WWDC 2022)在低延迟DOCSIS连接上运行,实现了延迟和抖动减少了50倍,包丢失减少了70倍。在应用方面,NVIDIA演示了支持l4s的GeForce Now云游戏服务版本,诺基亚演示了一款远程呈现应用,允许用户使用触摸屏远程控制360°摄像头生成的实时视图。
延续势头
对于有线电视行业和互联网来说,这是一次重要而成功的盛会,但我们才刚刚开始。亚博yabo888vip网页版CableLabs和Kyrio计划举办一个后续事件今年10月,我们将在科罗拉多州路易斯维尔的总部举行另一场活动我们将于11月在伦敦举行活动.我们欢迎CableLa亚博yabo888vip网页版bs成员、电缆供应商、应用程序开发人员和其他L4S实现者参加这些即将到来的活动,我们将继续向10G迈进。要注册10月L4S互操作,请点击下面的按钮。
此外,Kyrio还为希望使用低延迟DOCSIS网络设备测试10G L4S应用程序的应用程序开发人员提供了一项服务——在他们自己的时间和自己的节奏上私下测试。如果你对Kyrio的测试服务感兴趣,了解更多信息或联系这里的团队.
DOCSIS
亚博yabo888vip网页版CableLabs发布DOCSIS®仿真模型
当谈到技术创新时,工程师工具箱中最强大的工具之一是通过模拟快速测试假设的能力。仿真框架被用于几乎所有的工程学科,作为一种理解复杂系统行为的方法,这将是难以预测的分析。模拟还允许研究人员控制变量,探索广泛的条件,并以在现实世界的测试平台或原型实现中不可能或极具挑战性的方式深入研究紧急行为。
对于我们的一些创新,CableLabs使用“ns”系列离散亚博yabo888vip网页版事件网络模拟器(广泛用于学术网络研究)来研究用于大幅提高宽带网络性能的复杂技术。ns家族起源于20世纪90年代中期的劳伦斯伯克利国家实验室,并发展了三个版本,其中有“ns-3是被积极开发和维护的当前迭代。开源的ns-3由一个由学术界和工业界成员组成的联盟管理,CableLabs就是其中的一员。亚博yabo888vip网页版在ns的帮助下开发的特性示例包括主动队列管理的特点DOCSIS 3.1亚博苹果版怎么下载由CableLabs使用ns-2开发的规范,以及最近的亚博yabo888vip网页版低延迟DOCSIS技术,它是用我们在ns-3中建立的模型创建的。在这两种情况下,模拟模型都用于探索技术选择并指导我们的决策。最后,这些模型能够足够准确地预测系统行为,可以用作电缆调制解调器比较的参考,以评估实现合规性。
作为对全球网络研究社区的贡献,CableLabs最近发布了它的亚博yabo888vip网页版ns-3“App Store”上的DOCSIS仿真模型从而使学术和行业研究人员能够轻松地将有线宽带链接包括在他们的网络模拟中。预计这将大大提高DOCSIS设备供应商、运营商和学术研究人员探索“假设”场景的能力,以改进支撑全球有线运营商提供的许多服务的核心技术。例如,vCMTS开发人员可以轻松地插入实验性的新调度器设计,并使用真实应用程序流量混合的高保真模拟来研究其性能。由于DOCSIS模型是开源的,任何人都可以根据自己的目的修改它,并贡献增强功能,然后将这些增强功能发布到社区。
如果您曾经对探索特定场景中的DOCSIS性能感兴趣,或者如果您对改进网络中数据转发方式的新特性或功能有过想法,请查看新的DOCSIS ns-3模块,并让我们知道您的想法!
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亚博yabo888vip网页版CableLabs低延迟DOCSIS®技术将10G宽带带入快速通信的新时代
还记得你上一次等待页面加载的时间吗?或者当你在虚拟战场上“死亡”,因为你的连接无法赶上你的英雄野心?许多互联网用户将这些时刻归咎于带宽不足,没有意识到延迟是罪魁祸首。带宽和延迟是两个完全不同的东西,对于延迟敏感的应用程序,增加更多带宽并不能解决网络延迟问题。让我们来仔细看看两者的区别:
- 带宽(有时被称为吞吐量或速度)是一段时间内可以通过网络传输的数据量(Mbps或Gbps)。这非常重要,特别是当您的应用程序试图发送或接收大量数据时。例如,当你在播放视频、下载音乐、同步共享文件、上传视频或下载系统更新时,你的应用程序会占用大量带宽。
- 延迟是数据“包”从发送方发送到接收方以及响应返回到发送方所花费的时间。例如,当您在玩在线游戏时,您的设备会根据您的操作向游戏服务器发送数据包来更新全局游戏状态,并从游戏服务器接收到反映所有其他玩家当前状态的更新数据包。设备和服务器之间的往返时间(以毫秒为单位)有时被称为“ping时间”。速度越快,延迟越低,体验就越好。
对延迟敏感的应用程序
交互式应用程序(需要实时响应)对延迟比对带宽更敏感。这些应用程序确实受益于能够提供一致低延迟的技术。
正如我们提到的,在线游戏就是一个很好的例子。在我们最近对游戏社区的高级用户进行的调查中,网络延迟一直是最主要的问题之一。这是因为如果你有“延迟”连接,协调不同网络位置的玩家的行动是非常困难的。云游戏的出现使得这一点变得更加重要,因为即使是本地游戏控制器操作的响应也依赖于整个网络的完整往返。
排队与否?
当多个应用程序共享一个家庭的宽带连接时(例如,几个用户同时执行不同的活动),这些应用程序中的每一个都可能对其他应用程序的性能产生影响。它们都共享连接的总带宽,并且都可能增加连接的延迟。
事实证明,希望一次性发送大量数据的应用程序在以公平的方式共享带宽方面做得相当不错,但当它们这样做时,实际上会在网络中造成延迟,因为它们发送数据太快,并期望网络将其排队。我们称之为“队列构建”应用程序。例如视频流媒体和大量下载,它们就是这样设计的。还有很多其他应用程序不试图一次性发送大量数据,因此不会造成延迟。我们称之为“非队列构建”应用程序。在线游戏和语音连接等交互式应用程序就是这样工作的。
像视频流或下载应用程序这样的队列构建应用程序,在宽带连接允许它们大量发送数据时获得最佳性能,并在传输时将数据存储在缓冲区中。这些应用受益于有线电视行业已经对其网络进行的重大升级,现在已达到千兆级。这些应用程序还具有耐延迟性——用户体验通常不会受到延迟的影响。
另一方面,像在线游戏这样的非队列构建应用程序,当它们的数据包不必与队列构建应用程序一起坐在一个大缓冲区中等待时,就可以获得最佳性能。这就是低延迟DOCSIS出现的原因。
什么是低延迟DOCSIS 3.1,它是如何工作的?
已部署在现场的最新一代DOCSIS (DOCSIS 3.1)在接入网络链路上的典型延迟性能约为10毫秒。然而,在高负载下,链路可能会经历100毫秒或更多的延迟峰值。
低延迟DOCSIS (LLD)技术是由CableLabs为DOCSIS 3.1(及未来)设备开发的一组新功能。亚博yabo888vip网页版LLD可以在接入网络上为需要它的应用程序提供一致的低延迟(低至1毫秒)。用户体验将与更小的延迟变化更一致。
在LLD中,非队列构建应用程序(不会引起延迟的应用程序)可以通过不同的路径通过DOCSIS网络,而不会被挂在队列构建应用程序后面。这种机制不会影响应用程序共享连接的总带宽。这也不会以牺牲其他应用程序为代价来减少一个应用程序的延迟。这不是零和游戏;相反,它只是一种使所有应用程序的互联网体验更好的方法。
因此,LLD为这两种类型的应用程序提供了它们想要的东西,并优化了两者的性能。任何希望能够发送大量数据的应用程序都可以使用默认的“经典”服务,任何可以确保不会导致队列积聚和延迟的应用程序都可以识别其数据包,以便使用“低延迟”服务。然后两者共享宽带连接的带宽,而没有一个优先于另一个。
结合LLD技术
通过使用新软件对现有的DOCSIS 3.1 CMs和cmts进行现场升级,可以在有线运营商的网络中部署低延迟DOCSIS。一些低延迟特性甚至适用于使用较旧(docsis 3.1之前)CMs的客户。
该技术包括自动提供这些新服务的工具,还引入了向运营商报告延迟性能统计数据的新工具。
下一个步骤
DOCSIS设备制造商开始开发并将LLD功能集成到cmts和CMs的软件更新中,CableLabs将在今年和明年举办互操作性活动,将制造商聚集在一起,帮助解决技术难题。亚博yabo888vip网页版
我们预计这些功能将在明年为有线电视运营商提供,因为他们正在准备他们的网络以支持低延迟服务。
LLD提供了一种具有成本效益的方法,利用现有的混合光纤同轴(HFC)网络为延迟敏感业务提供高性能网络。这些服务将有助于满足客户未来多年的需求,使有线电视运营商在其网络上的投资最大化。有线电视行业正在为网络提供大量带宽和低延迟,以实现10G网络的又一次飞跃。
对于那些参加新奥尔良SCTE电缆技术博览会的人来说,Greg将在SCTE小组“低延迟DOCSIS:当前状态和未来愿景”上介绍这项技术的细节。
创新
IPoC: 5G网络的新核心网络协议
5G是蜂窝网络技术的最新版本,旨在满足智能手机和家庭日益增长的流量需求。随着波束形成和频段达到毫米波,5G带来诸多好处:
- 更高的速度
- 更低的延迟
- 连接更多设备的能力
然而,目前为早期技术设计的法律标准和协议有可能削弱这些承诺。为了解决当前网络的局限性,CableLabs开发了IP over CCN (IPoC)协议,这是亚博yabo888vip网页版一个引人注目的新解决方案,可以满足5G新的、更强大的要求。
为什么是新的解决方案?
第四代(4G或LTE)技术的主要目标是接入互联网,因此该技术利用了IP网络,即过去和现在在互联网上使用的分组路由技术。
IP网络从20世纪70年代中期就已经出现了,并为我们提供了非常好的服务,但它并非没有缺陷。因特网协议的目的是允许网络中一个固定位置的计算机与网络中另一个固定位置的计算机交换信息。对于移动设备(显然不在固定位置),这从来都不是一个很好的适合,LTE技术必须开发复杂的IP over IP隧道机制LTE演进分组核心(EPC))以促进流动。
此外,在大多数情况下,一个移动应用程序想要获取特定的数据(比如一篇博客文章的文本和图像),但并不真正关心它与哪台计算机对话来获得它。因此,为了提高网络效率和性能,网络运营商(包括移动和固定)已经实现了复杂的内容分发网络,以便尝试将移动应用程序重定向到拥有所请求数据的最近的服务器或缓存。
在LTE-EPC中,用户的所有IP流量都通过移动运营商核心网络中的集中式阻塞点(或锚点)进行隧道传输,这消除了从附近缓存提供数据的能力。此外,当移动设备在网络中移动时,EPC需要创建新的隧道并拆除旧的隧道,以确保用户的数据能够到达这些隧道。
这些限制被标准制定团体广泛认可。他们目前正在征求意见,以引入新的协议,为5G满足下一代技术的需求铺平道路,特别是:
- 提高网络移动平面的效率和性能,与当今的LTE标准相比,
- 支持非ip网络协议,其中以内容为中心的网络是一个领先的候选人。
以内容为中心的网络的好处
内容中心网络:一个网络范式强调内容通过直接寻址和路由。了解更多在这里.
CCN与IP网络相比具有几个关键优势:
- 它雇佣了"有状态代理”它优雅而高效地支持移动客户端设备的信息检索,而不需要隧道或位置注册协议
- 它直接处理内容,而不是处理终端主机,这意味着它支持网络内缓存、处理和智能数据包转发,使其在网络中脱颖而出内容检索优化,可以轻松地从路径缓存中检索数据
- 它支持客户端设备同时使用多个网络附件(例如无线电链路),提供更高的可靠性和性能。
- 其设计满足大数据和物联网应用的需求
对于许多新的应用程序,CCN提供了比互联网协议更适合的目的。
IP over CCN(IPoC:处理IP的新方法
尽管与当前的IP网络相比,以内容为中心的网络提供了显著的改进,但现实情况是,今天所有的应用程序,包括客户机和服务器,都是为使用IP网络而构建的。我们开发了IPoC来解决这个问题。IP over CCN (IPoC)协议是一种通用隧道协议,允许IP流量通过内容中心网络(CCN)或命名数据网络(NDN)传输。
IPoC支持部署CCN作为5G核心网络协议,既适用于新的本机CCN应用程序,也可作为现有IP应用程序的移动平面,取代LTE-EPC。因此,IPoC节省了IP投资,并允许完全过渡到新的CCN协议。
用这种方法:
- 本机CCN应用程序可以获得无隧道无锚网络的好处,以及来自网络内缓存的延迟和效率收益。
- 现有的基于ip的应用程序可以使用比现有LTE-EPC更简单的移动性管理解决方案来支持。随着移动设备在网络中移动而创建和销毁隧道的专用隧道管理功能已经不复存在。
- 消除了同时容纳IP和CCN的网络切片的需要,以及并行运行两个核心网络所需的复杂性和开销。
移动网络中的IPoC性能
在来自科罗拉多州立大学的两名博士生的协助下,我们开发了仿真模型,并与LTE-EPC进行了协议的性能和效率测试。在我们的仿真研究中,我们使用命名数据网络(NDN)模拟器ndnSim(实现了类似ccn的语义)实现了IPoC协议,并使用移动通信作为驱动示例,比较了IPoC-over-NDN协议与GTP-over-IP的性能。我们发现IPoC的协议开销和性能影响是最小的,这使得它适合立即部署。的报告在这项研究中还包括源代码的链接。
想仔细看看吗?
IPoC可以被理解为一种过渡技术。它提供了一个缓冲层,并允许CCN作为遗留IP应用程序的移动平面,它适应当前的协议标准,同时为本地CCN应用程序的部署及其提供的好处打开了大门。
5G标准化项目正在寻求新的5G移动解决方案,我们相信CCN和IPoC将是满足需求的很好的解决方案。的定义IPoC协议作为Internet-Draft到互联网研究专责小组信息中心网络研究小组。此外,我们还在Linux上开发了IPoC协议的概念验证实现。
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网络
重新发明互联网
互联网协议- IP。它实际上已经成为网络的代名词,在过去的40年里,IP的采用从根本上改变了世界经济和人们在全球范围内互动的方式,电缆实验室和有线电视行业是采用的主要力量。亚博yabo888vip网页版特别是在过去15年多的时间里,绝大多数行业、服务和人类互动都转变为以万维网为媒介的版本,万维网本身就是建立在互联网协议的基础上的。随着这种转变的发生,我们使用网络的方式也发生了根本性的变化,从简单的具有静态端点的点对点(或端到端)模型,转变为几乎完全由大量移动和流动客户端设备访问的大规模分布式计算和存储模型(内容和虚拟化服务按需部署在最有利的地方)。
随着这种用法的演变,网络工程师在构建IP网络的方式上也在发展,他们构建了更复杂的系统来试图管理通信流,甚至改变了IP协议(从IPv4到IPv6),以试图解决其最紧迫的缺点,即地址空间的大小。然而,越来越明显的是,地址空间问题不是IP的唯一问题,我们可能正在接近需要更根本的重新发明的那一天。
建立网络的新方法
信息中心网络是一种新兴的网络方法,旨在解决现有互联网协议中固有的许多缺点。斯坦福大学在1999年至2002年间的工作引发了信息中心网络领域的发展,该领域提出了对网络堆栈的激进重新思考,并从根本上改变了全球数据网络中信息流动的方式。从那时起,许多研究人员已经为信息中心网络的操作模型、语义和语法提出了建议,而今天,有一项技术似乎处于领先地位,并有望取得潜在的成功。这种信息中心网络的方法,由两个项目并行开发:以内容为中心的网络(CCN)和命名数据组网(NDN)似乎在研究界和工业界获得了广泛的关注,并有望显著提高网络的可扩展性和性能,并降低基于互联网协议的网络的成本。CCN/NDN为客户端移移性、多路径连接、多播传输和网络内缓存提供了本地和优雅的支持,其中许多对当前和未来的网络至关重要,并且当在IP中实现时,所有这些都需要低效率和/或复杂的托管覆盖。此外,CCN/NDN提供了比IP中存在的更丰富的寻址框架(这可以消除路由复杂性的重要来源),并且它从根本上提供了更安全的通信模型,甚至对于透明通信也是如此。
通过从“以主机为中心”的网络功能视图(其中核心协议(IP)完全致力于将数据从一个特定的主机传递到另一个主机)转移到“以内容为中心”的视图(其中内容对象仅通过使用全局唯一名称来标识和路由),CCN/NDN方法为当今互联网上的大多数流量提供了更优雅的可扩展、更快和更有效的网络基础设施。为了了解这是多么大的思想转变,考虑一下:在CCN/NDN中,设备根本没有地址。设备可以通过按名称请求内容来检索内容,而不需要识别存储内容的服务器,甚至不需要识别自身。
在Ca亚博yabo888vip网页版bleLabs,我们正在试验这种新协议,并深入研究可能推动其采用的应用程序。由于CCN/NDN从一开始就考虑到了移动性、隐私性和高效的内容分发,我们看到了与有线网络发展方向的协同效应。我们认为这将实现固定网络、移动网络和内容分发的融合,即“固定-移动-内容融合”。
由于IP已融入网络领域(设备、软件堆栈、应用程序、服务、工程知识、商业模型,甚至国家政策),考虑使用非IP协议似乎令人生畏。然而,尽管IP在过去40年里一直是一个非常成功的网络协议,但随着技术和时间的发展,我们有理由相信我们不会永远使用它。此外,虽然用另一种协议取代IP肯定会带来实现上的挑战,但这样做并不一定意味着改变应用程序和用户与网络交互的方式。换句话说,网络的外观和行为仍然像网络,但它将变得更加精简和高效。
需要明确的是,CCN/NDN并不是一个成熟的协议,可以立即部署。许多研发问题仍在学术和行业研究小组(包括CableLabs)中解决,而实现(包括端点堆栈和网络设备)仍主要处于参考实现或概念验证阶段。亚博yabo888vip网页版然而,开发工作正在积极进行,并且对该协议将在未来3-5年内部署做好准备的信心很高。
作为调查的一部分,CableLabs发布了一个亚博yabo888vip网页版出版描述了现有的内容分发网络(CDN)如何演变为利用CCN优势的网络。
格雷格•白他是CableLabs的杰出技术专家。亚博yabo888vip网页版
DOCSIS
DOCSIS 3.1如何通过主动队列管理降低延迟
在Ca亚博yabo888vip网页版bleLabs,我们有时会考虑大局,比如统一全球PON标准有时我们关注的是有重大影响的小事情。
在有线调制解调器的世界里,人们对带宽的需求不断增长,宽带速度每年以1.5倍的速度增长,这是一个坚如磐石的历史趋势。但是,除了这一趋势所描述的看似无懈可击的事实之外,还有一个令人困扰的问题:“谁需要每秒千兆的家庭宽带连接,他们会用它来做什么?”我们是否正在接近一个饱和点,客户不再关注更多的每秒比特数?就像现在买新笔记本电脑时,没人会太关注CPU时钟频率一样,百万像素也不再是数码相机曾经的卖点了。
很明显,随着越来越多的视频内容(更高分辨率和更大颜色深度)通过家庭宽带连接按需传输,总带宽需求正在增长。DOCSIS 3.1将提供这种带宽。但是,就直接影响用户体验的因素而言,延迟越来越受到关注。
报文时延和应用性能
延迟是衡量单个数据包在网络中穿行所花费的时间,例如,从平板电脑到web服务器。在某些情况下,它被称为“往返时间”,因为这更容易测量,而且对于许多应用程序来说,它是最重要的。
对于网络工程师来说,延迟一直被认为是特定应用的重要因素。例如,从洲际电话服务的早期开始,人们就知道长时间的往返会严重降低通话的感觉。互联网上的互动游戏也是如此,尤其是那些需要快速反应的游戏,比如第一人称射击游戏。延迟(游戏邦注:玩家称之为“延迟”或“ping时间”)对玩家的获胜机会有直接影响。
但对于一般的互联网使用,网页浏览,电子商务,社交媒体等,人们认为这些东西对延迟不敏感,至少在现代IP网络所能提供的规模上是这样。如果他们的Web浏览流量延迟了几百毫秒,用户真的会那么在意吗?这不过是一眨眼的功夫。当然这不会被注意到,更不用说被认为是一个问题了。事实证明这是一个问题,因为一个典型的网页可能需要10到20个往返时间来加载。因此,网络中400ms的眨眼延迟变成了痛苦的8秒等待。这对于电子商务网站和用户对宽带连接速度的感知来说都是致命的。
事实证明,更多的带宽并没有帮助。升级到“更快”的连接(如果这里的“更快”指的是更多的Mbps)对缓慢的体验几乎没有任何影响。对于一个典型的网页,将连接速度提高到超过6mbps几乎不会对页面加载时间产生任何影响。
如果延迟真的很重要,我们能做些什么?
客户机和服务器之间的距离(以网络链接英里数表示)会导致延迟。目前,信息在网络链路上以接近光速的速度传播,而一些网络研究人员哀叹道:“每个人都在谈论光速,但没有人对此采取任何行动。"(Joe Touch, USC-ISI),似乎一旦我们驾驭量子纠缠我们可以称之为解决了。在那一天到来之前,我们必须依靠Web缓存、内容交付网络和全球分布的数据中心将服务器移动到更靠近客户端的地方。这可以减少往返时间数十或数百毫秒。
延迟的另一个组成部分来自数据包在从客户端到服务器再返回的路径上停留在中间设备上的时间。每一个中间设备(如路由器、交换机、电缆调制解调器、CMTS、移动基站、DSLAM等)在将包送到目的地的过程中都起着重要的作用,每一个中间设备都通过检查包上的目的地址来执行该功能,然后决定将其转发到哪个方向。在每个网络跳点上,这个过程需要一些时间,而数据包等待轮到它被处理。减少网络跳数和使用高效的网络设备可以将往返时间减少数十毫秒。
但是,有一个隐藏的、暂时的显著延迟来源被很大程度上忽略了——数据包缓冲。网络设备供应商已经意识到,如果他们的设备包括吸收传入数据包突发的能力,然后在传出链路上播放它们,他们就可以提供更好的吞吐量和丢包性能。这种能力可以显著提高大文件传输和其他批量传输应用程序的性能,这是判断网络设备优劣的一个指标。事实上,通常的观点是缓冲能力越强越好,因为它进一步减少了由于没有地方放置数据包而不得不丢弃传入数据包的机会。
这种逻辑的问题是,文件传输使用传输控制协议(TCP)来控制从服务器到客户端的信息流。TCP的设计目的是尽量最大限度地利用可用的网络容量。它通过提高数据速率来实现这一点,直到网络开始丢弃数据包。如果网络设备实现越来越大的缓冲区,以避免丢包,和TCP根据它的设计它不会停止增加它的数据速率,直到它看到数据包丢失,结果是网络有很大的缓冲区,当TCP流移动文件时,这些缓冲区一直处于满状态,数据包必须坐在队列中等待处理。
在服务器和客户端之间的瓶颈链路(在许多情况下,这是宽带接入网络链路)顶端的网络设备中的缓冲对延迟影响最大。事实上,我们看到一些这样的设备支持巨大的缓冲区,在许多情况下报告了数百或数千毫秒的缓冲延迟,使其他来源造成的延迟相形见绌。但这是一个暂时的问题。它只在TCP大流量存在时显示。如果在没有此类流量的情况下测试网络连接的往返时间,则永远不会看到它。例如,如果家里有人正在玩在线游戏或试图拨打Skype电话,只要家里的另一个用户发送带有附件的电子邮件,游戏或Skype电话就会出现故障。
这个问题有解决办法吗?
我们能有好的吞吐量,低丢包吗而且低延迟?在Ca亚博yabo888vip网页版bleLabs,我们一直在研究一种叫做主动队列管理的技术,在这种技术中,电缆调制解调器和CMTS将密切关注它们的缓冲区有多满,一旦它们检测到TCP保持缓冲区满,它们就会丢弃足够多的数据包,向TCP发送它需要减速的信号,这样就可以维持更合适的缓冲区级别。
这项技术显示了从根本上改善宽带用户体验的前景,我们已经要求将其包含在DOCSIS 3.1设备中(包括电缆调制解调器和CMTS)。我们还修改了DOCSIS 3.0规范,强烈建议供应商尽可能将其添加到现有设备中(通过固件升级)。
在电缆调制解调器上,我们更进一步,要求设备实现我们专门设计的活动队列管理算法,以优化DOCSIS链路上的性能。该算法基于思科系统公司开发的一种方法,称为“比例积分增强主动队列管理(或者,更常见的是它不那么拘一格的首字母缩写:PIE),并结合了来自CableLabs和我们的几个技术合作伙伴的原创想法,以改善其在有线宽带网络中的使用。亚博yabo888vip网页版
通过实施主动队列管理,有线网络将能够将这些瞬态缓冲延迟减少数百或数千毫秒,这将转化为页面加载时间的大幅减少,并在视频会议和在线游戏等交互式应用程序中显著减少延迟和故障,同时保持巨大的吞吐量和低丢包。
主动队列管理:一件小事却能产生巨大的影响。
Greg White是CableLabs的首席架构师,他致力于为终端用户提供更亚博yabo888vip网页版快的互联网。他讨厌等待8秒钟页面加载。
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