2024-05-28 IIJ セミナー L4S で低遅延インターネットは実現できるか？

L4Sで低遅延インターネットは実現できるか？ に行ってきました。

L4S : Low Latency , Low Less , and Scalable Throughput

L4S はコミュニティの知見の集大成で、QoS 系の技術を元に検討・実装されてきている。

サマリ

解決するべき課題

Cable / DSL など非対称で上りの速度が限られる回線で、深いキューによる遅延が問題になっている。

目的

バッファリングさせずに、1ms 以下の低遅延にする !

• DCTCP を L4S にアレンジして広域のインターネットでも適用

動作

TCP のノコギリ型になるスループットをなるべく平滑化する。

ECN を輻輳信号から即時信号に変えて、送信側で制御するのが今までのフロー コントロールと異なる。

• 輻輳してない場合は Marking , 輻輳する場合に no marking する
• 受信側も Accurate ECN でフィードバックする

現状の TCP との互換性を保持するため、検証に難航している。

• キューを分離する

キューにパケットを貯めない。

Scalable Congestion Control

輻輳制御が走ったとき、スループットが低下するが、その時の Recovery Time がスループットによらず一定なのが問題になっている。

Reno はスループットが高いとリカバリも高くなり、比例してしまっている。

• スループット 10 倍 = リカバリタイム 10 倍
• Reno : 1990 年に登場した輻輳回避アルゴリズム

100Mbps 時代は良かったが、10G 以降は Recovery Time が長すぎる。

Accurate ECN フィードバック

コネクション確立時に accECN を使うかネゴシエーションする。

IP ヘッダーの 2 ビット ECN フィールドで、01 が立っていると L4S を示す。

Dual Queue Coupled AQM

L4S を実現する最小限の機能を定義。

RFC9332 にアルゴリズムが載っており、マーキングの確率を L4S Queue と Classic Queue で同等になるように調整する。

• りろんはあってる

現状の実装

スイッチやルータなどのハードウェアに実装されているか ?

サーバなどのソフトウェアの実装のみか ?

略語 : Acronyms

輻輳制御

RED : Random Early Detection

DCTCP : Data Center Transport Protocol

ECN : Explicit Congestion Notification

AQM : Active Queue Management

TCP ヘッダ

AE : Accurate ECN

CWR : Congestion Windows Reduced

ECE : Echo of Congestion Encountered

RFC

RFC9330 Informational : L4S : Low Latency , Low Less , and Scalable Throughput (L4S) Internet Service : Architecture

RFC9331

RFC9332

Internet Drafts

More Accurate EECN Feedback in TCP

ECN++ Adding Explicit Congestion Notification (ECN) to TCP COntrol Packets

Non-Queue Building Per-Hop Behavior (NQB PHB) for Differentiated Services

Operational Guidance on Coexistence with Classic ECN During L4S Deployment

ISP Dual Queue Neworking Deployment Recommendations