O que é contrapressão no contexto de roteadores?

Existem várias referências à contrapressão no que diz respeito à largura de banda interna e malhas de comutação de roteadores e comutadores. O que exatamente significa contrapressão e quais são as ramificações do mundo real?

Contrapressão refere-se ao que é essencialmente concentração de tráfego.

Por exemplo, eu posso ter links de 10 x 1 Gbit internamente, todos alimentando um link de 1 Gbit que me fornece trânsito na Internet.

no ponto de saturação, o roteador pode armazenar pacotes em seu buffer e / ou descartá-los - sem nenhuma configuração específica, um roteador geralmente preenche seus buffers e depois cai, causando dois problemas: buffer-bloat e sincronização global tcp.

O primeiro refere-se a um caso em que o buffer é constantemente preenchido devido à utilização do link constantemente saturado. O segundo refere-se à questão de os hosts retransmitirem pacotes descartados, tudo ao mesmo tempo, causando assim uma explosão de tráfego e, portanto, mais quedas, mais retransmissões e ad nauseum.

O RED foi concebido há muito tempo como um meio de lidar com esse problema; ou seja, selecionando aleatoriamente os pacotes a serem descartados durante os períodos de congestionamento. No entanto, isso exigiu um ajuste cuidadoso de acordo com as propriedades e o comportamento esperado do link. Felizmente, as coisas mudaram e o AQM (Active Queue Management) agora é a vanguarda da indústria.

Um exemplo de alto nível do AQM é o CoDeL - este é um algoritmo que se concentra exclusivamente na permanência de um pacote pelo sistema e visa garantir que os pacotes sejam transmitidos dentro de um tempo específico, em vez de se preocupar se uma determinada quantidade de largura de banda / buffer está sendo utilizado.

Outro ponto importante na contrapressão é que qualquer mecanismo de fila configurado não entra em ação até que haja contrapressão. Se você tiver uma interface de sub-taxa (digamos, um circuito de 3 meg conectado a uma interface de 100 mb), nunca haverá contrapressão até que você esteja enviando 10 mbps. Ao configurar algo como um modelador na interface, você cria artificialmente essa contrapressão. Isso faz com que qualquer tráfego maior que a taxa do shaper (3mb neste exemplo) seja armazenado em um buffer. Agora que temos coisas em buffers, podemos aplicar ferramentas de enfileiramento nesses pacotes, como enfileiramento de baixa latência para permitir que o tráfego de voz saia primeiro.