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Requisitos para Pol´ıticas de AQM

Nesta se¸c˜ao, os requisitos principais das pol´ıticas de Gerenciamento Ativo de Filas s˜ao destacadas. Uma das formas mais comuns de combate ao congestionamento ´e fazer o descarte de pacotes quando necess´ario. O descarte de pacotes deve ser feito de acordo com alguma pol´ıtica definida para prevenir ou combater o congestionamento. Tais pol´ıticas devem fazer o descarte seletivo de pacotes baseados em alguns requisitos s˜ao apresentados

a seguir [70].

Quando uma perda ´e detectada por uma conex˜ao TCP, a sua taxa de transmiss˜ao ´e diminu´ıda no m´ınimo pela metade. Se em uma pol´ıtica de AQM, um pacote for descartado de cada conex˜ao TCP ativa, tem-se a redu¸c˜ao simultˆanea das suas taxas de transmiss˜ao, e como conseq¨uˆencia, uma baixa utiliza¸c˜ao da rede. Tal fenˆomeno ´e denominado sin- croniza¸c˜ao global [8]. A ocorrˆencia deste fenˆomeno, apesar de ser raro, acarreta uma degrada¸c˜ao da rede e como tal deve ser evitado, atrav´es do descarte de pacotes de forma seletiva e limitando o n´umero de fluxos afetados por este descarte.

Uma boa pol´ıtica de AQM tem que garantir que conex˜oes que compartilham as mesmas condi¸c˜oes de rede tenham uma taxa de perda de pacotes proporcional a sua utiliza¸c˜ao da fila de pacotes. Al´em disto, quando m´ultiplas perdas em uma conex˜ao forem inevit´aveis, a pol´ıtica de AQM deve prevenir que tais perdas sejam em rajada de forma a permitir a ativa¸c˜ao dos mecanismos de recupera¸c˜ao de perdas do TCP, evitando, assim, as danosas conseq¨uˆencias da ocorrˆencia de um timeout. Estas pol´ıticas tamb´em tˆem que garantir que fluxos que estejam se comportando de forma errada, ou seja, que estejam utilizando mais recursos do que deveriam utilizar, sejam penalizados tendo uma taxa de descarte de pacotes maior que os fluxos “bem comportados”. Um outro ponto importante relacionado `a justi¸ca, diz respeito ao tipo de tr´afego. Fluxos que transmitem em rajada n˜ao devem ser penalizados pois enviam muitos dados, em um espa¸co de tempo curto.

Para que se tenha o maior aproveitamento poss´ıvel dos recursos da rede, pacotes que j´a utilizaram uma grande quantidade de recursos em compara¸c˜ao com outros pacotes, ou que j´a percorreram um longo caminho devem ter prioridade sobre outros pacotes, o que significa que s´o devem ser descartados em ´ultimo caso. Este requisito apesar de desej´avel, ´e um dos mais dif´ıceis de se obter, devido a dificuldade em se mensurar a quantidade de recursos que um determinado pacote j´a consumiu, ou o caminho percorrido por este pacote.

Outros dois objetivos de desempenho para pol´ıticas de AQM s˜ao apresentadas em [10]: eficiente utiliza¸c˜ao da fila e a garantia de baixo retardo e de baixa varia¸c˜ao no retardo. Utilizar a fila de forma eficiente significa evitar que existam per´ıodos alternados de transbordo e de ociosidade do servidor. O primeiro caso resulta na perda de pacotes, retransmiss˜oes desnecess´arias, como tamb´em penaliza tr´afegos em rajada, enquanto o segundo caso leva `a subutiliza¸c˜ao do enlace. Para que se tenham baixos valores de retardo deve-se ter tamanhos pequenos de fila, o que, por outro lado, pode gerar a subutiliza¸c˜ao do enlace. Al´em disto, ´e desej´avel que grandes varia¸c˜oes no tamanho da fila sejam evitados para prevenir varia¸c˜oes no retardo (jitter ), o que ´e prejudicial para algumas aplica¸c˜oes de tempo real.

A principal fun¸c˜ao dos roteadores ´e enviar pacotes para a rota adequada, o que deve ser realizado o mais r´apido poss´ıvel. Sendo assim, um algoritmo que representa uma pol´ıtica

de AQM deve ser o mais simples e eficiente poss´ıvel para n˜ao degradar o desempenho da rede. Isto implica que o n´umero de parˆametros, os crit´erios, a dinˆamica do algoritmo e as tarefas a serem realizadas devem ser levadas em considera¸c˜ao na defini¸c˜ao do algoritmo.

A pol´ıtica de AQM deve ser definida de tal forma que o aumento do tr´afego e do n´umero de conex˜oes n˜ao afete o desempenho provido pelas pol´ıticas de descarte de pacotes. Isto implica em dizer que a pol´ıtica adotada deve permitir o crescimento do sistema sem impor limita¸c˜oes.

Finalmente, a pol´ıtica de AQM deve ser robusta, ou seja, definida de tal forma que o sistema deve manter-se est´avel e com o seu desempenho esperado independente das condi¸c˜oes da rede, que incluem varia¸c˜oes no RTT (Round Trip Time) e no tr´afego.

Em resumo, a pol´ıtica de AQM deve prevenir e controlar o congestionamento, ser escal´avel, simples, justa, evitar o fenˆomeno de sincroniza¸c˜ao global e ainda determinar o valor ideal da probabilidade de descarte/marca¸c˜ao que estabilize o sistema e que maximize as taxas de transmiss˜ao e minimize o tamanho da fila sujeito `as condi¸c˜oes da rede, de forma a evitar perdas de pacotes desnecess´arias.

Apesar de todos os requisitos descritos anteriormente serem importantes, quais deles devem ser utilizados no projeto de uma pol´ıtica de AQM ´e uma quest˜ao que precisa ser respondida para que uma pol´ıtica efetiva possa ser definida. A resposta para esta quest˜ao ir´a depender basicamente do tipo de tr´afego e das necessidades das aplica¸c˜oes que se deseja atender.