Advanced Computer Networks: Lecture 35 - Dr. Amir Qayyum

Advanced Computer Networks: Lecture 35. This lecture will cover the following: router-based; congestion control solution; more fairness choices; fair queuing example; weighted fair queuing; service-level agreements (SLAs) for STS-3 (155Mbps);...

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CS716 Advanced Computer Networks

By Dr. Amir Qayyum

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Lecture No. 35

Router­Based Congestion Control Solution

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Congestion Control

• Basics: problem, terminology, 

approaches, metrics

• Solutions

– Router­based: queuing disciplines – Host­based: TCP congestion control

• Congestion avoidance

– DECbit

– RED gateways

• Quality of service

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Router Solutions: Queuing 

Disciplines

• Router defines policies on each outgoing  link

– Allocates buffer space:

Which packets are discarded?

– Allocates bandwidth:

Which packets are transmitted?

– Affects packet latency:

When are packets transmitted?

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More Fairness Choices

• First In, First Out (FIFO)

– Fairness for latency

– Minimizes per­packet delay

– Bandwidth not considered (not good for 

congestion)

• Fair queuing

– Fairness for bandwidth

– Provides equal bandwidths (possibly weighted) – Delay not considered

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Fair Queuing

• Logical round­robin on bits

– Equal­length packets: round­robin on packets – Variable­length packets ?

• Idea

– Let Si denote  accumulated service  for flow i – Serve the flow with lowest accumulated service – On serving a packet of length P from flow i,  update 

Si = Si + P

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Fair Queuing Example

A

B

C

10 10

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SB

SC

0

0

0

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0

0

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10 15 20 10 15 20 10

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Fair Queuing Example

• Compare Si or Si + P ?

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10

A

B

C

10 10

20

SB

SC

0

0

0

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0

0

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0

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0

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20 15 10 20 10 15 10

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Another detail: update counter at start or end of transmission ?

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Fair Queuing

• Why is the suggested approach not 

quite adequate?

– Flows can “save up”  credit

– No transmission for long time (call it T) – Burst uses all bandwidth for up to time

T x flow’s share of link

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Fair Queuing

• How might we fix this problem?

– Don’t allow inactive flows to retain 

service rates below that of any active flow

– i.e. after updating some flow’s Si

• For each flow j with no packets in its  queue

• Set Sj to the minimum Sk for all active  flows k

(or 0 if no flows are active)

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Fair Queuing Example

A

B

C

10

20

SB

SC

0

0

0

10

0

0

10

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0

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10 20 15 20 10

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Weighted Fair Queuing

• Extend fair queuing

• Notion of  importance  for each flow

• Implement as weight Wi for flow i

• Update accumulated service with P/Wi

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Weighted Fair Queuing Example

A (1)

B (2)

C (1)

10 10

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SB

SC

0

0

0

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0

0

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10

0

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20 10 10 10 15 20 10

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Weighted Fair Queuing

• What makes up a flow for fair queuing in the 

Internet ?

• Too many resources to have separate 

queues/variables for host­to­host flows

• Scale down number of flows

• Typically just based on inputs

• e.g. share outgoing STS­12 between incoming 

ISP’s

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Fair Queuing in the Internet

A

B

C

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SA

SB

SC

SD

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0

0

0

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0

0

0

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10

0

0

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10

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20

20

20

D

10 10 10

10 10 10

STS­12

Service­Level 

Agreements 

(SLAs) for

STS­3 

(155Mbps)

STS­4