Smooth Delivery：如何减少网络拥塞？

Akamai的Smooth Delivery计划旨在通过两个部分：Pacing+Rate Limiting 增强网络性能，在提高整体网络性能的同时，每个部分都侧重于减少拥塞。

文 / Darren Ng

译 / 元宝

原文 https://blogs.akamai.com/2018/11/enhancing-network-performance-with-packet-pacing.html

介绍

Akamai的Smooth Delivery是由协议优化团队牵头的网络性能增强计划。它由两个部分组成——在提高网络性能的同时，每个部分都侧重于减少拥塞。

1. TCP Pacing——这篇文章的主题
2. Rate Limiting——即将发布的帖子

背景

TCP数据包通常以突发的形式提供，来响应客户端请求。这种突发分组的行为可能会增加峰值网络带宽的需求，并可能导致拥塞和更高的重传率。

高重传率通常会导致：

• 良好输出的减少，同时也可能导致视频流量发生不期待的重新缓冲
• 最终用户的体验质量低得多
• 由于网络性能不佳，用户参与度降低
• 占用了用于其他任务的服务器资源

例如，同一网络上的三个并发TCP流可能会如下交互：

没有启用Pacing的带宽需求

请注意，峰值带宽是每个流量的累积需求。还要注意的是，在大多数情况下，网络处于空闲状态。

Smooth Delivery Pacing（SDP）利用Linux公平队列和步调来管理TCP数据包的流量。它不是在往返时间（RTT）开始时突发数据包，而是在RTT的一小部分上逐个地调出数据包。使用SDP，可以实现相同的吞吐量，同时通常也会导致拥塞，从而减少了突发性。最终用户仍然可以收到他们期望的所有数据，而不会降低质量。这有助于减少拥塞，从而降低重传率。

低重传率通常会导致：

• 增加的吞吐量可能会减少视频流量的重新缓冲
• 为最终用户提供更高质量的体验
• 由于网络性能高，用户参与度更高
• 降低服务器资源的利用率

下图说明了启用Pacing时的带宽需求。

启用Pacing的带宽需求

结果

2017年底，Akamai网络实现了平稳交付，并且对转播率和良好输出产生了良好的整体影响。平均而言，TCP重传减少了10％，吞吐量增加了40％

放大到客户级别时，我们也看到了很好的结果。例如，我们采用Multi-CDN的方法根据每个网络的性能来调整每个CDN流量的客户，这已经通过改进我们的指标为Akamai分配了更多的流量。通过启用步调，我们观察到重新缓冲减少了6％，客户流量增加了36％！步调算法使得客户、最终用户以及Akamai的业务受益良多。

下一步

平滑传送速率限制（SDRL）是Smooth Delivery故事的第二部分，它将进一步提高网络效率。它允许我们基于每个连接来决定使用多少的带宽，以及是否根据应用程序的需要增加或减少最大带宽。反过来，SDRL将通过减少突发和限制带宽竞争来减少拥塞。

据估计，SDRL取决于它的应用方式，并且可以将拥塞和峰值带宽需求降低多达4％。我们目前正在制定实验，来帮助我们更好地了解速率限制的全部潜在影响。