Сравнительный анализ алгоритмов активного управления очередью семейства RED в средстве моделирования сетей NS-2

Сетевые маршрутизаторы используют алгоритмы управления очередями для обеспечения высокого уровня качества обслуживания (QoS). Это обеспечивает эффективное распределение пропускной способности сети и отвечает требованиям пользователей к скорости передачи данных и надежности. На сегодняшний день использовались различные алгоритмы управления. В рамках этой работы мы провели анализ производительности системы случайного раннего обнаружения (RED), включая ее различные модификации, с помощью комплексного моделирования. Наш анализ включает сравнение с другими методами управления очередями с использованием таких критериев, как длина очереди, задержка, вариабельность задержки и размер окна для типов протоколов TCP, таких как Reno, NewReno и Vegas. Использование анализа на основе моделирования в симуляторе NS-2 позволяет нам точно оценивать производительность и действенность различных настроек и реализаций алгоритма RED. Мы модифицировали исходный код симулятора NS-2 для проведения анализа на основе моделирования. Анализ результатов, полученных с использованием программного обеспечения Gnuplot, демонстрирует, что алгоритмы RED обеспечивают значительные улучшения по сравнению с традиционным механизмом drop tail, особенно с точки зрения управления задержкой и ее изменчивостью, а также уменьшения потери пакетов. Эти выводы подтверждаются количественными данными и визуальными представлениями, что делает данное исследование актуальным для разработчиков сетевого оборудования, стремящихся усовершенствовать процедуры управления трафиком.

Network routers use queue management algorithms to ensure a high level of Quality of Service (QoS). This ensures efficient allocation of network bandwidth and meets user requirements for data transfer speeds and reliability. Various control algorithms have been used to date. Within the scope of this work, we have conducted a performance analysis of Random Early Detection (RED), including its various modifications, through complex modeling. Our analysis includes a comparison to other queue management techniques using criteria such as queue length, latency, variability of latency, and window sizing for TCP protocol types such as Reno and Vegas. The use of simulation-based analysis on the NS-2 simulator allows us to accurately evaluate the performance and efficacy of various RED algorithm settings and implementations. We modified the source code of the NS-2 simulator to conduct simulation-based analyses. An analysis of the results generated using the Gnuplot software demonstrates that the RED algorithms provide significant improvements over the traditional drop tail mechanism, particularly in terms of latency management and its variability, as well as the reduction of packet loss. These findings are supported by quantifiable data and visual representations, making this study relevant to network equipment developers seeking to enhance traffic management procedures.