Chapter 7

1. Chapter 7 Queue Management and Packet Scheduling 696430068 曾敬任

2. Outline • Queue Class (queue.cc) • PacketQueue Class (queue.h) • Example：Drop-Tail • Queue objects種類介紹 • JoBS 簡介 • 抽考

3. Outline • Queue Class (queue.cc) • PacketQueue Class (queue.h) • Example：Drop-Tail • Queue objects種類介紹 • JoBS 簡介 • 抽考

4. Packet Scheduling & Buffer management • Packet Scheduling：決定哪個封包該被服務或drop 的過程 • Ex：FIFO、RR • Buffer management：管理封包在queue中存取的方式 • Ex：RED Buffer management－ ▪ Probabilistically discard packets ▪ Probability is computed as a function of average queue size

5. Queue class • Public: • virtual void enque(Packet*) = 0; • virtual Packet* deque() = 0; • virtual void recv(Packet*, Handler*); • void resume();

6. Queue class • protected: • Queue(); • ~Queue(); • void reset(); • int qlim_; • int blocked_; /* blocked now? */ • int unblock_on_resume_; /* unblock q on idle? */

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8. PacketQueue class • Queue class管理 buffer management 和 scheduling • PacketQueue 則管理如何實際 enque deque 等等的low-level operations ( 封包在 queue 裡頭的順序)

9. PacketQueue class • public: • PacketQueue() • virtual int length() • virtual Packet* enque(Packet* p) • virtual Packet* deque() • Packet* lookup(int n) • virtual void remove(Packet*); • void remove(Packet *, Packet *);

10. PacketQueue class • protected: • Packet* head_; • Packet* tail_; • int len_; // packet count • int bytes_; // queue size in bytes

11. Outline • Queue Class (queue.cc) • PacketQueue Class (queue.h) • Example：Drop-Tail • Queue objects種類介紹 • JoBS 簡介 • 抽考

12. Drop-Tail Class • class DropTail : public Queue { • protected: • void reset(); • void enque(Packet*); • Packet* deque(); • void shrink_queue(); // To shrink queue and drop excessive packets. • PacketQueue *q_; /* underlying FIFO queue */

13. Outline • Queue Class (queue.cc) • PacketQueue Class (queue.h) • Example：Drop-Tail • Queue objects種類介紹 • JoBS 簡介 • 抽考

14. Different types of Queue objects • 所有Queue objects都會使用的結構參數： limit_ queue容納封包的數目 blocked_ 初始值為false unblock_on_resume 初始值為true，當指定的queue裡頭最後一個封包送出即可設為1(不用等到封包received)

15. Different types of Queue objects • Queue objects包含以下不同的種類： • Drop-Tail objects－FIFO queue，沒有特別的methods 結構參數或狀態變數 • FQ objects－Fair Queuing，結構參數： secsPerByte • SFQ objects－Stochastic Fair queuing， 　結構參數：maxqueue_ buckets_ • DRR objects－deficit round robin scheduling 有deficit counter用來表示這個round有多少service可以使用，如果packet size比deficit counter大，那麼在下一輪就會在這個deficit size增加quantum size。結構參數： buckets_ blimit_ quantum_ mask_

16. Different types of Queue objects • RED－Random Early Dection 透過計算平均queue size偵測起始的congestion，當平均queue size超過預設的threshold，gateway就會根據機率對接下來每個到達的封包進行drop或mark；機率跟平均queue size有關。當封包塞滿的時候，RED會將平均queue size保持在較低的狀態。 • RED通常伴隨一個有congestion control的protocol。RED可以用來解決例如全局同步的問題。 　 結構參數：bytes_ queue-int-bytes_ thresh_ maxthresh_ mean_pktsize_ q_weight_ wait_ linterm_ setbit_ drop-tail_

17. Outline • Queue Class (queue.cc) • PacketQueue Class (queue.h) • Example：Drop-Tail • Queue objects種類介紹 • JoBS 簡介 • 抽考

18. JoBS 簡介 • Joint Buffer Management and Scheduling • 目的：根據流量分類對每個節點提供絕對和相對的loss和delay的獨立區分 • QoS constraint： • Class-1 Delay ≈ 2∙Class-2 Delay • Class-2 Loss Rate ≈ 10-1∙Class-3 Loss Rate • Class-3 Delay ≤ 5ms

19. JoBS 簡介 • JoBS constraints： • Relative delay constraints (RDC) • Absolute delay constraints (ADC) • Relative loss constraints (RLC) • Absolute loss constraints (ALC) • Absolute rate constraints (ARC) • ALC > ADC，ARC > Relative Constraints

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21. 抽考－模擬環境

22. 抽考－模擬環境 • 設定兩條TCP連線，並且在TCP連線之上建立FTP應用程式，兩者速率皆相同。 • 將r到d之間的queue limit設為9 • 皆使用Drop Tail演算法 • n0從第0.1秒開始傳送封包到d，在第30秒停止 • n1從第10秒開始傳送封包到d，在第30秒停止

23. 抽考－模擬結果 • 結果： • n0 sent packet ：5367 • loss packet ：0 • n1 sent packet ：3 • loss packet ：3

24. 抽考－題目 • 抽考題目：透過更改queue objects ( 不更改queue limit、速率和時間等等的其他參數 ) ，使n1傳送封包的效率有顯著的提升。 • 提示：更改Drop-Tail演算法