Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado Nº 2.149
Aluno: Pedro Rafael Ximenes do Carmo
Orientador: Prof. Djamel Fawzi Hadj Sadok
Título: An Experimental Analysis of TCP Congestion Control Algorithms
Within Virtualized Environments
Data: 29/07/2024
Hora/Local: 9h – Virtual – Interessados em assistir entrar em contato com o aluno
Banca Examinadora:
Prof. Renato Mariz de Moraes ( UFPE / Centro de Informática)
Prof. Eduardo James Pereira Souto (UFAM / Instituto de Computação)
Prof. Djamel Fawzi Hadj Sadok (UFPE / Centro de Informática)
RESUMO:
No cenário crescente das redes virtualizadas, o desempenho dos algoritmos de controle de congestionamento TCP continua sendo um fator crítico para garantir uma transmissão de dados eficiente. Esta dissertação apresenta uma análise comparativa e experimental de quatro algoritmos proeminentes de controle de congestionamento TCP – Vegas, CUBIC, BBRv2 e DCTCP – em ambientes virtualizados. Motivado pela necessidade de entender como esses algoritmos funcionam em ambientes virtualizados, este estudo investiga seu comportamento em vários cenários variando as condições de rede. Isso inclui desempenho baseline, sob falhas básicas de rede e em cenários competitivos.
Este estudo se diferencia dos demais encontrados na literatura ao avaliar cenários de virtualização e utilizar um ambiente de teste físico em vez de simulações para avaliar o desempenho de algoritmos de controle de congestionamento TCP. A infraestrutura de teste consiste em servidores físicos dedicados e dispositivos de rede configurados para emular uma variedade de condições de rede. Essa configuração permite controle preciso e reprodutibilidade de experimentos, fornecendo medições precisas das principais métricas de avaliação: taxa de envio, taxa de transferência, índice de justiça de throughput, tempo de ida e volta (RTT) e taxas de retransmissão.
As descobertas indicam que, em ambientes virtualizados, algoritmos como Vegas, CUBIC, DCTCP e BBRv2 exibem características de desempenho unicas que afetam a eficiência e a confiabilidade da rede. Fatores como compartilhamento de recursos e sobrecarga entre máquinas virtuais impactam o desempenho do algoritmo. Algoritmos baseados em atraso, como Vegas, são mais afetados pela latência induzida pela virtualização, enquanto a estratégia de crescimento de janela do CUBIC pode levar a um desempenho abaixo do ideal devido ao aumento dos atrasos nas filas em switches virtuais. A abordagem equilibrada do BBRv2 é adequada às condições dinâmicas impostas pela virtualização, mas pode ser afetada pela sobrecarga adicional de processamento e pela latência variável.
O estudo conclui que nenhum algoritmo supera universalmente os outros em todos os cenários. Em vez disso, a escolha do algoritmo de controle de congestionamento deve depender do contexto, considerando condições específicas da rede e requisitos de desempenho. Esta dissertação contribui para a compreensão da dinâmica de controle de congestionamento TCP em ambientes virtualizados, oferecendo insights que podem orientar a seleção e otimização destes algoritmos para melhorar o desempenho da rede.
Palavras-chave: Virtualização, Congestionamento de Rede, Algoritmos de Controle de Congestionamento, Computação em Nuvem, Máquinas Virtuais
Comentários desativados