The authors present random early detection (RED) gateways for congestion avoidance in packet-switched networks. The gateway detects incipient congestion by computing the average queue size. The gateway could notify connections of congestion either by dropping packets arriving at the gateway or by setting a bit in packet headers. When the average queue size exceeds a present threshold, the gateway drops or marks each arriving packet with a certain probability, where the exact probability is a function of the average queue size. RED gateways keep the average queue size low while allowing occasional bursts of packets in the queue. During congestion, the probability that the gateway notifies a particular connection to reduce its window is roughly proportional to that connection's share of the bandwidth through the gateway. RED gateways are designed to accompany a transport-layer congestion control protocol such as TCP. The RED gateway has no bias against bursty traffic and avoids the global synchronization of many connections decreasing their window at the same time. Simulations of a TCP/IP network are used to illustrate the performance of RED gateways.< >

article Free Access Share on Congestion avoidance and control Author: V. Jacobson University of California, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, CA University of California, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, CAView Profile Authors Info & Claims ACM SIGCOMM Computer Communication ReviewVolume 25Issue 1Jan. 1995 pp 157–187https://doi.org/10.1145/205447.205462Published:11 January 1995Publication History 78citation357DownloadsMetricsTotal Citations78Total Downloads357Last 12 Months164Last 6 weeks14 Get Citation AlertsNew Citation Alert added!This alert has been successfully added and will be sent to:You will be notified whenever a record that you have chosen has been cited.To manage your alert preferences, click on the button below.Manage my AlertsNew Citation Alert!Please log in to your account Save to BinderSave to BinderCreate a New BinderNameCancelCreateExport CitationPublisher SiteeReaderPDF

Network use has evolved to be dominated by content distribution and retrieval, while networking technology still speaks only of connections between hosts. Accessing content and services requires mapping from the what that users care about to the network's where. We present Content-Centric Networking (CCN) which treats content as a primitive - decoupling location from identity, security and access, and retrieving content by name. Using new approaches to routing named content, derived heavily from IP, we can simultaneously achieve scalability, security and performance. We implemented our architecture's basic features and demonstrate resilience and performance with secure file downloads and VoIP calls.

In October of '86, the Internet had the first of what became a series of 'congestion collapses'. During this period, the data throughput from LBL to UC Berkeley (sites separated by 400 yards and three IMP hops) dropped from 32 Kbps to 40 bps. Mike Karels1 and I were fascinated by this sudden factor-of-thousand drop in bandwidth and embarked on an investigation of why things had gotten so bad. We wondered, in particular, if the 4.3BSD (Berkeley UNIX) TCP was mis-behaving or if it could be tuned to work better under abysmal network conditions. The answer to both of these questions was "yes".

Named Data Networking (NDN) is one of five projects funded by the U.S. National Science Foundation under its Future Internet Architecture Program. NDN has its roots in an earlier project, Content-Centric Networking (CCN), which Van Jacobson first publicly presented in 2006. The NDN project investigates Jacobson's proposed evolution from today's host-centric network architecture (IP) to a data-centric network architecture (NDN). This conceptually simple shift has far-reaching implications for how we design, develop, deploy, and use networks and applications. We describe the motivation and vision of this new architecture, and its basic components and operations. We also provide a snapshot of its current design, development status, and research challenges. More information about the project, including prototype implementations, publications, and annual reports, is available on named-data.net.

In October of '86, the Internet had the first of what became a series of 'congestion collapses'. During this period, the data throughput from LBL to UC Berkeley (sites separated by 400 yards and three IMP hops) dropped from 32 Kbps to 40 bps. Mike Karels 1 and I were fascinated by this sudden factor-of-thousand drop in bandwidth and embarked on an investigation of why things had gotten so bad. We wondered, in particular, if the 4.3BSD (Berkeley UNIX) TCP was mis-behaving or if it could be tuned to work better under abysmal network conditions. The answer to both of these questions was “yes”. Since that time, we have put seven new algorithms into the 4BSD TCP: round-trip-time variance estimation exponential retransmit timer backoff slow-start more aggressive receiver ack policy dynamic window sizing on congestion Karn's clamped retransmit backoff fast retransmit Our measurements and the reports of beta testers suggest that the final product is fairly good at dealing with congested conditions on the Internet. This paper is a brief description of ( i ) - ( v ) and the rationale behind them. ( vi ) is an algorithm recently developed by Phil Karn of Bell Communications Research, described in [KP87]. ( viii ) is described in a soon-to-be-published RFC. Algorithms ( i ) - ( v ) spring from one observation: The flow on a TCP connection (or ISO TP-4 or Xerox NS SPP connection) should obey a 'conservation of packets' principle. And, if this principle were obeyed, congestion collapse would become the exception rather than the rule. Thus congestion control involves finding places that violate conservation and fixing them. By 'conservation of packets' I mean that for a connection 'in equilibrium', i.e., running stably with a full window of data in transit, the packet flow is what a physicist would call 'conservative': A new packet isn't put into the network until an old packet leaves. The physics of flow predicts that systems with this property should be robust in the face of congestion. Observation of the Internet suggests that it was not particularly robust. Why the discrepancy? There are only three ways for packet conservation to fail: The connection doesn't get to equilibrium, or A sender injects a new packet before an old packet has exited, or The equilibrium can't be reached because of resource limits along the path. In the following sections, we treat each of these in turn.

State of the art, real-time, rate-adaptive, multimedia applications adjust their transmission rate to match the available network capacity. Unfortunately, this source-based rate-adaptation performs poorly in a heterogeneous multicast environment because there is no single target rate --- the conflicting bandwidth requirements of all receivers cannot be simultaneously satisfied with one transmission rate. If the burden of rate-adaption is moved from the source to the receivers, heterogeneity is accommodated. One approach to receiver-driven adaptation is to combine a layered source coding algorithm with a layered transmission system. By selectively forwarding subsets of layers at constrained network links, each user receives the best quality signal that the network can deliver. We and others have proposed that selective-forwarding be carried out using multiple IP-Multicast groups where each receiver specifies its level of subscription by joining a subset of the groups. In this paper, we extend the multiple group framework with a rate-adaptation protocol called Receiver-driven Layered Multicast, or RLM. Under RLM, multicast receivers adapt to both the static heterogeneity of link bandwidths as well as dynamic variations in network capacity (i.e., congestion). We describe the RLM protocol and evaluate its performance with a preliminary simulation study that characterizes user-perceived quality by assessing loss rates over multiple time scales. For the configurations we simulated, RLM results in good throughput with transient short-term loss rates on the order of a few percent and long-term loss rates on the order of one percent. Finally, we discuss our implementation of a software-based Internet video codec and its integration with RLM.

This paper describes scalable reliable multicast (SRM), a reliable multicast framework for light-weight sessions and application level framing. The algorithms of this framework are efficient, robust, and scale well to both very large networks and very large sessions. The SRM framework has been prototyped in wb, a distributed whiteboard application, which has been used on a global scale with sessions ranging from a few to a few hundred participants. The paper describes the principles that have guided the SRM design, including the IP multicast group delivery model, an end-to-end, receiver-based model of reliability, and the application level framing protocol model. As with unicast communications, the performance of a reliable multicast delivery algorithm depends on the underlying topology and operational environment. We investigate that dependence via analysis and simulation, and demonstrate an adaptive algorithm that uses the results of previous loss recovery events to adapt the control parameters used for future loss recovery. With the adaptive algorithm, our reliable multicast delivery algorithm provides good performance over a wide range of underlying topologies.

Discusses the use of link-sharing mechanisms in packet networks and presents algorithms for hierarchical link-sharing. Hierarchical link-sharing allows multiple agencies, protocol families, or traffic types to share the bandwidth on a link in a controlled fashion. Link-sharing and real-time services both require resource management mechanisms at the gateway. Rather than requiring a gateway to implement separate mechanisms for link-sharing and real-time services, the approach in the paper is to view link-sharing and real-time service requirements as simultaneous, and in some respect complementary, constraints at a gateway that can be implemented with a unified set of mechanisms. While it is not possible to completely predict the requirements that might evolve in the Internet over the next decade, the authors argue that controlled link-sharing is an essential component that can provide gateways with the flexibility to accommodate emerging applications and network protocols.< >

Measuring bottleneck bandwidth and round-trip propagation time.