Pronóstico de la tasa de transmisión a nivel de la capa de transporte

Abstract

Las telecomunicaciones han evolucionado a un nivel tal que prácticamente se volvieron parte de la cotidianidad de la sociedad. La cantidad de aplicaciones y servicios disponibles así como la facilidad de acceso para gran parte de la población, ya sea por los bajos costos o por incluso gratuidad de conexión en lugares específicos, hacen que los requisitos de capacidad de transferencia de datos crezcan por lo tanto un óptimo uso de la capacidad del canal de transmisión es una necesidad. Esta necesidad es el foco de este trabajo. En este trabajo se propone un algoritmo que aborda la problemática a nivel de la capa de transporte. La capa de transporte utiliza el protocolo TCP para la transferencia segura e íntegra de los datos. Dado el funcionamiento de este protocolo, en donde se requiere confirmación de cada paquete recibido para la transmisión de datos (ACK), el Round-Trip Time (RTT) o retardo afecta drásticamente la velocidad de transmisión porque los paquetes en vuelo (que están siendo transferidos en el canal) ya que retrasan el crecimiento de la ventana de congestión. Este problema se acentúa particularmente en las redes de high Round-Trip Time (BDP) que corresponden a redes que tienen una alta capacidad de transferencia y RTT altos provocando que la cantidad de datos en vuelo sea elevado. El uso de TCP en las redes de alto BDP hace que las transmisiones sean muy dependientes del retardo y su mejor utilización de recursos corresponde a un área de estudio muy activa dentro de los algoritmos de evasión de congestión. En este trabajo se propone un método para encontrar la capacidad del canal de telecomunicaciones usando información que está disponible en la capa de transporte. El método consiste en utilizar una métrica basada en la distancia (secuencial o temporal) entre dos pérdidas y con esta información estimar la capacidad del canal. De esta forma se puede obtener un nivel de conocimiento sobre la red explícito en lugar de tantear mediante probing, método empleado por la mayoría de los protocolos existentes. Con la capacidad de canal estimada se calcula la ventana de congestión óptima teniendo varios factores en consideración como: throughput, TCP-friendliness y evasión de congestión. Además de conocer el valor de la capacidad del canal es necesario transmitir con ese conocimiento, por lo tanto también se propone la implementación de dos algoritmos de evasión de congestión en entorno a Linux. Las pruebas entregan resultados alentadores en donde se logra mantener la ventana de congestión muy cerca y establemente a la capacidad encontrada del canal. Esto se refiere principalmente a que las desviaciones estándar de la ventana de congestión de los módulos implementados tienen valores bajos y son alrededor de cuatro veces más pequeñas que las entregadas por el algoritmo Reno. Como resultado de este trabajo se publicaron en dos conferencias (Chilecon, IEEE Latincom) y se planea enviar a un journal.