Network Working Group                                           S. Floyd
Request for Comments: 5290                                     M. Allman
Category:  Informational                                            ICSI
                                                               July 2008
        Comments on the Usefulness of Simple Best-Effort Traffic

Status of This Memo


This memo provides information for the Internet community. It does not specify an Internet standard of any kind. Distribution of this memo is unlimited.




The content of this RFC was at one time considered by the IETF, and therefore it may resemble a current IETF work in progress or a published IETF work.


This RFC is not a candidate for any level of Internet Standard. The IETF disclaims any knowledge of the fitness of this RFC for any purpose and notes that the decision to publish is not based on IETF review apart from IESG review for conflict with IETF work. The RFC Editor has chosen to publish this document at its discretion. See RFC 3932 for more information.

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This document presents some observations on "simple best-effort traffic", defined loosely for the purposes of this document as Internet traffic that is not covered by Quality of Service (QOS) mechanisms, congestion-based pricing, cost-based fairness, admissions control, or the like. One observation is that simple best-effort traffic serves a useful role in the Internet, and is worth keeping. While differential treatment of traffic can clearly be useful, we believe such mechanisms are useful as *adjuncts* to simple best-effort traffic, not as *replacements* of simple best-effort traffic. A second observation is that for simple best-effort traffic, some form of rough flow-rate fairness is a useful goal for resource allocation, where "flow-rate fairness" is defined by the goal of equal flow rates for different flows over the same path.

このドキュメントでは、サービス品質(QOS)メカニズム、輻輳ベースの価格設定、コストベースの公正性、入学制御によって覆われていないインターネットトラフィックとして、この文書の目的のために緩やかに定義された、「シンプルなベストエフォート型トラフィック」にいくつかの所見を提示します、など。一つの観察は、単純なベストエフォート型トラフィックは、インターネットに便利な役割を果たし、かつ維持する価値があるということです。トラフィックの異なる待遇を明確に役立つことができますが、私たちは、補助剤は、単純なベストエフォート型トラフィックに、いないシンプルなベストエフォート型トラフィックの*交換*と* *このようなメカニズムが有用であると考えています。第2の観察は、単純なベストエフォート型のトラフィックのために、粗い流量公平性のいくつかのフォームは、「流量公平性」が同じ以上の異なるフローの等しい流量の目標によって定義されたリソース割り当て、のために有用な目標であるということです道。

Table of Contents


   1. Introduction ....................................................2
   2. On Simple Best-Effort Traffic ...................................3
      2.1. The Usefulness of Simple Best-Effort Traffic ...............4
      2.2. The Limitations of Simple Best-Effort Traffic ..............4
           2.2.1. Quality of Service (QoS) ............................4
           2.2.2. The Avoidance of Congestion Collapse and the
                  Enforcement of Fairness..............................6
           2.2.3. Control of Traffic Surges ...........................6
   3. On Flow-Rate Fairness for Simple Best-Effort Traffic ............6
      3.1. The Usefulness of Flow-Rate Fairness .......................7
      3.2. The Limitations of Flow-Rate Fairness ......................8
           3.2.1. The Enforcement of Flow-Rate Fairness ...............8
           3.2.2. The Precise Definition of Flow-Based Fairness .......9
   4. On the Difficulties of Incremental Deployment ..................11
   5. Related Work ...................................................12
      5.1. From the IETF .............................................12
      5.2. From Elsewhere ............................................13
   6. Security Considerations ........................................14
   7. Conclusions ....................................................14
   8. Acknowledgements ...............................................14
   9. Informative References .........................................14
1. Introduction
1. はじめに

This document gives some observations on the role of simple best-effort traffic in the Internet. For the purposes of this document, we define "simple best-effort traffic" as traffic that does not *rely* on the *differential treatment* of flows either in routers or in policers, enforcers, or other middleboxes along the path and that does not use admissions control. We define the term "simple best-effort traffic" to avoid unproductive semantic discussions about what the phrase "best-effort traffic" does or does not include. We note that our definition of "simple best-effort traffic" includes traffic that is not necessarily "simple", including mechanisms common in the current Internet such as pairwise agreements between ISPs, volume-based pricing, firewalls, and a wide range of mechanisms in middleboxes.


"Simple best-effort traffic" in the current Internet uses end-to-end transport protocols (e.g., TCP, UDP, or others), with minimal requirements of the network in terms of resource allocation. However, other implementations of simple best-effort service would be possible, including those that would rely on Fair Queueing or some other form of per-flow scheduling in congested routers. Our intention is to define "simple best-effort traffic" to include the dominant traffic class in the current Internet.


In contrast to "simple best-effort traffic", intserv- or diffserv-enabled traffic relies on differential scheduling mechanisms at congested routers, with packets from different intserv or diffserv classes receiving different treatment. Similarly, in contrast to "simple best-effort traffic", cost-based fairness [B07] would most likely require the deployment of traffic marking (e.g., Explicit Congestion Notification (ECN)) at congested routers, along with policing mechanisms near the two ends of the connection providing differential treatment for packets in different flows or in different traffic classes. Intserv/diffserv, cost-based fairness, and congestion-based pricing could also require more complex pairwise economic relationships among Internet Service Providers (ISPs), and between end-users and ISPs.

「シンプルなベストエフォート型トラフィック」とは対照的に、intserv-またはDiffServの対応のトラフィックは、異なる治療を受けて異なるイントサーブまたはDiffServのクラスからのパケットを、混雑ルータの差動スケジューリングメカニズムに依存しています。同様に、「シンプルなベストエフォート型トラフィック」とは対照的に、コストベースの公正[B07]は、最も可能性の高いトラフィックマーキングの展開を必要とする(例えば、明示的輻輳通知(ECN))2近くポリシングメカニズムと一緒に混雑ルータで、異なるフローまたは異なるトラフィッククラス内のパケットのための差分処理を提供する接続の両端。イントサーブ/ DiffServの、コストベースの公正性、および輻輳ベースの価格設定は、インターネットサービスプロバイダ(ISP)の間、およびエンドユーザーとISP間のより複雑なペアごとの経済的な関係をも必要とする可能性があります。

This document suggests that it is important to retain the class of "simple best-effort traffic" (though hopefully augmented by a wider deployment of other classes of service). Further, this document suggests that some form of rough flow-rate fairness is an appropriate goal for simple best-effort traffic. We do not argue in this document that flow-rate fairness is the *only possible* or *only desirable* resource allocation goal for simple best-effort traffic. We maintain, however, that it is an appropriate resource allocation goal for simple best-effort traffic in the current Internet, evolving from the Internet's past of end-point congestion control.


This document was motivated by [B07], a paper titled "Flow Rate Fairness: Dismantling a Religion" that asserts in the abstract that "comparing flow rates should never again be used for claims of fairness in production networks." This document does not attempt to be a rebuttal to [B07], or to answer any or all of the issues raised in [B07], or to give the "intellectual heritage" for flow-based fairness in philosophy or social science, or to commit the authors of this document to an extended dialogue with the author of [B07]. This document is simply a separate viewpoint on some related topics.


2. On Simple Best-Effort Traffic

This section makes some observations on the usefulness and limitations of the class of simple best-effort traffic, in comparison with traffic receiving differential treatment.


2.1. The Usefulness of Simple Best-Effort Traffic
2.1. シンプルなベストエフォート型トラフィックの有用性

We now list some useful aspects of simple best-effort traffic.


Minimal technical demands on the network infrastructure:


Simple best-effort traffic, as implemented in the current Internet, makes minimal technical demands on the infrastructure. There are no technical requirements for scheduling, queue management, or enforcement mechanisms in routers.


Minimal demands in terms of economic infrastructure:


Simple best-effort traffic makes minimal demands in terms of economic infrastructure, relying on fairly simple pair-wise economic relationships among ISPs, and between a user and its immediate ISP. In contrast, Section 4 discusses some of the difficulties in the incremental deployment of infrastructure for additional classes of service.


Usefulness in the real world:


Simple best-effort traffic has been shown to work in the Internet for the past 20 years, however imperfectly. Simple best-effort traffic has supported everything from simple file and e-mail transfer and web traffic to video and audio streaming and voice communications.


As discussed below, simple best-effort traffic is not optimal. However, experience in the Internet has shown that there has been significant value in the mechanism of simple best-effort traffic, generally allowing all users to get a portion of the resources while still preventing congestion collapse.


2.2. The Limitations of Simple Best-Effort Traffic
2.2. シンプルなベストエフォート型トラフィックの制限

We now discuss some limitations of simple best-effort traffic.


2.2.1. Quality of Service (QoS)
2.2.1. サービスの品質(QoS)

Some users would be happy to pay for more bandwidth, less delay, less jitter, or fewer packet drops. It is desirable to accommodate such goals within the Internet architecture while preserving a sufficient amount of bandwidth for simple best-effort traffic.


One of the obvious dangers of simple differential traffic treatment implementations that do not take steps to protect simple best-effort traffic would be that the users with more money *could* starve users with less money in times of congestion. There seems to be fairly widespread agreement that this would not be a desirable goal. As a sample of the range of positions, the Internet Society's Internet 2020 Initiative, titled "The Internet is (still) for Everyone", states that "we remain committed to the openness that ensures equal access and full participation for every user" [Internet2020].

より多くのお金を持つユーザーは、* *混雑の時代に少ないお金をユーザーに飢えることができることになり、単純なベストエフォート型トラフィックを保護するための措置を講じていないシンプルな差動トラフィック処理の実装の明白な危険の一つ。これは望ましい目標ではないことをかなり広範囲に合意があるようです。位置の範囲のサンプルとして、「インターネットはみんなのために(まだ)である」というタイトルのインターネット協会のインターネットイニシアティブ2020年には、「私たちはすべてのユーザーのための平等なアクセスと完全参加を保証開放性にコミットしたまま」と述べている[Internet2020 ]。

The wide-ranging discussion of "network neutrality" in the United States includes advocates of several positions, including that of "absolute non-discrimination" (with no QoS considerations), "limited discrimination without QoS tiering" (no fees charged for higher-quality service), and "limited discrimination and tiering" (including higher fees allowed for QoS) [NetNeutral]. The proponents of "network neutrality" are opposed to charging based on content (e.g., based on applications or the content provider).

米国では、「ネットワークの中立性」の幅広い議論は、「QoSの階層化せずに限られた差別」(なしのQoS配慮した)「絶対非差別」、のことなど、いくつかの位置の提唱者、設定(高に課金なし料を含み高品質のサービス)、およびQoSに許さ高い費用を含む「限定差別や階層化」()[NetNeutral]。 「ネットワーク中立性」の支持者は、コンテンツに基づいて、充電に対向する(例えば、アプリケーションまたはコンテンツプロバイダに基づいて)。

As the "network neutrality" discussion makes clear, there are many voices in the discussion that would disagree with a resource allocation goal of maximizing the combined aggregate utility (advocated in [B07a]), particularly where a user's utility is measured by the user's willingness to pay. "You get what you pay for" ([B07], page 5) does not appear to be the consensus goal for resource allocation in the community or in the commercial or political realms of the Internet. However, there is a reasonable agreement that higher-priced services, as an adjunct to simple best-effort traffic, can play an important role in helping to finance the Internet infrastructure.

「ネットワーク中立性」の議論が明らかにしたように、([B07a]で提唱)合成凝集効用を最大化するリソース割り当て目標に反対になる議論に多くの声があり、特にユーザのユーティリティは、ユーザの意思によって測定されます支払います。 「あなたは何を支払うを取得します」([B07]は、5ページ)は、コミュニティ内やインターネットの商業や政治レルムで資源配分のためのコンセンサス目標ではありません。しかし、シンプルなベストエフォート型トラフィックの補助として、サービスをより高価格の合理的な合意がある、インターネットインフラの資金調達を支援する上で重要な役割を果たすことができます。

Briscoe argues for cost-fairness [B07], so that senders are made accountable for the congestion they cause. There are, of course, differences of opinion about how well cost-based fairness could be enforced, and how well it fits the commercial reality of the Internet, with [B07] presenting an optimistic view. Another point of view, e.g., from an earlier paper by Roberts titled "Internet Traffic, QoS, and Pricing", is that "many proposed schemes are overly concerned with congestion control to the detriment of the primary pricing function of return on investment" [R04].


With *only* simple best-effort traffic, there would be fundamental limitations to the performance that real-time applications could deliver to users. In addition to the obvious needs for high bandwidth, low delay or jitter, or low packet drop rates, some applications would like a fast start-up, or to be able to resume their old high sending rate after a relatively long idle period, or to be able to rely on a call-setup procedure so that the application is not even started if network resources are not sufficient. There are severe limitations to how effectively these requirements can be accommodated by simple best-effort service in a congested environment. Of course, Quality of Service architectures for the Internet have their own limitations and difficulties, as discussed in [RFC2990] and elsewhere. We are not going to discuss these difficulties further here.

*のみ*シンプルなベストエフォート型トラフィックでは、リアルタイム・アプリケーションは、ユーザーに届けることができ、パフォーマンスへの根本的な限界があるだろう。高帯域幅、低遅延やジッタ、または低パケットドロップ率のための明白なニーズに加えて、いくつかのアプリケーションは、高速起動をしたいと思い、あるいは比較的長いアイドル期間の後、古い高い送信レートを再開できるようにする、またはネットワークリソースが十分でない場合は、アプリケーションも起動されないように、呼設定手順に頼ることができるようにします。これらの要件は、混雑した環境でシンプルなベストエフォート型のサービスで対応することができる方法を効果的に厳しい制限があります。 [RFC2990]にし、他の場所で説明したようにもちろん、インターネットのサービス・アーキテクチャの品質は、自分の限界や困難を抱えています。私たちは、ここでさらに、これらの困難を議論するつもりはありません。

2.2.2. The Avoidance of Congestion Collapse and the Enforcement of Fairness

2.2.2. 輻輳崩壊の回避と公正の施行

As discussed in Section 3.2 below, there are well-known problems with the enforcement of fairness and the avoidance of congestion collapse [RFC2914] with simple best-effort traffic. In the current Internet, end-to-end congestion control is relied upon to deal with these concerns; this use of end-to-end congestion control essentially requires cooperation from end-hosts.


2.2.3. Control of Traffic Surges
2.2.3. トラフィックの制御が急増します

Simple best-effort traffic can suffer from sudden aggregate congestion from traffic surges (e.g., Distributed Denial of Service (DDoS) attacks, flash crowds), resulting in degraded performance for all simple best-effort traffic sharing the path. A wide range of approaches for detecting and responding to sudden aggregate congestion in the network has been proposed and used, including deep packet inspection and rate-limiting traffic aggregates. There are many open questions about both the goals and mechanisms of dealing with aggregates within simple best-effort traffic on congested links.


3. On Flow-Rate Fairness for Simple Best-Effort Traffic

This section argues that rough flow-rate fairness is an acceptable goal for simple best-effort traffic. We do not, however, claim that flow-rate fairness is necessarily an *optimal* fairness goal or resource allocation mechanism for simple best-effort traffic. Simple best-effort traffic and flow-rate fairness are in general not about optimality, but instead are about a low-overhead service (best-effort traffic) along with a rough, simple fairness model (flow-rate fairness).


Within simple best-effort traffic, it would be possible to have explicit fairness mechanisms that are implemented by the end-hosts in the network (as in proportional fairness or TCP fairness), explicit fairness mechanisms enforced by the routers (as in max-min fairness with Fair Queueing), or a traffic class with no explicit fairness mechanisms at all (as in the Internet before TCP congestion control).

シンプルなベストエフォート型トラフィックの中で、(プロポーショナルフェアネスまたはTCP公平性のように)ネットワーク内のエンドホストによって実装され、明示的な公平性の機構を有することが可能であろう、ルーターによって強制明示的な公平性メカニズム(最大 - 最小のようにTCPの輻輳制御の前に、インターネットのように、すべての明示的な公平性メカニズムとの均等化キューイングとの公平性)、またはトラフィッククラス()。

This document does *not* address the issues about the implementation of flow-rate fairness. In the current Internet, rough flow-rate fairness is achieved by the fact that *most* of the traffic in the

このドキュメントは、* *流量公平性の実装に関する問題に対処しません。現在のインターネットでは、大まかな流量公平性に交通の*最も*事実によって達成され、

Internet uses TCP, and *most* of the TCP connections in fact use conformant TCP congestion control [MAF05]. However, rough flow-rate fairness could also be achieved by the use of per-flow scheduling at congested routers [DKS89] [LLSZ96], by related router mechanisms [SSZ03], or by congestion-controlled transport protocols other than TCP. This document does not address the pros and cons of TCP-friendly congestion control, equation-based congestion control [FHPW00], or any of the myriad of other issues concerning mechanisms for approximating flow-rate fairness. Le Boudec's tutorial on rate adaption, congestion control, and fairness gives an introduction to some of these issues [B00].

インターネットは、TCPを使用し、* TCPコネクションの*ほとんどは、実際に準拠したTCP輻輳制御[MAF05]を使用します。しかし、粗い流量公平性も[DKS89] [LLSZ96]、関連するルータメカニズム[SSZ03]によって、またはTCP以外の輻輳制御トランスポートプロトコルにより輻輳ルータにフローごとのスケジューリングを使用することによって達成することができます。このドキュメントでは、TCPフレンドリーな輻輳制御、方程式ベースの輻輳制御[FHPW00]、または流量の公平性を近似するためのメカニズムに関する他の問題の無数のいずれかの長所と短所を解決しません。速度整合、輻輳制御、および公平性ルBoudecのチュートリアルでは、これらの問題[B00]のいくつかを紹介しています。

3.1. The Usefulness of Flow-Rate Fairness
3.1. 流量公正の有用性

We note that the limitations of flow-rate fairness are many, with a long history in the literature. We discuss these limitations in the next section. While the benefits of simple best-effort traffic and rough flow-rate fairness are rarely discussed, this does *not* mean that benefits do not exist. In this section, we discuss the benefits of flow-rate fairness. We note that many of the useful aspects of simple best-effort traffic discussed above also qualify as useful aspects of rough flow-rate fairness. For simple best-effort traffic with rough flow-rate fairness, the quote from Winston Churchill about democracy comes to mind: "Democracy is the worst form of government except all those other forms that have been tried from time to time" [C47].

私たちは、流量公平性の制限は文学で長い歴史を持つ、多くのしていることに注意してください。私たちは、次のセクションでこれらの制限を議論します。シンプルなベストエフォートトラフィックとラフ流量公平性のメリットはほとんど議論されていないが、これは* *メリットが存在しないという意味ではありません。このセクションでは、流量公平性のメリットを議論します。私たちは、上述の単純なベストエフォート型トラフィックの有益な側面の多くはまた、ラフ流量公平性として有用な側面を修飾することに注意してください。ラフ流量公正性とシンプルなベストエフォート型トラフィックの場合、民主主義についてのウィンストン・チャーチルからの引用が頭に浮かぶ:[C47]「民主主義は随時試みられているすべてのそれらの他の形態を除き、政府の最悪の形です」。

Minimal technical demands on the network infrastructure:


First, the rough flow-rate fairness for best-effort traffic provided by TCP or other transport protocols makes minimal technical demands on the infrastructure, as TCP's congestion control algorithms are wholly implemented in the end-hosts. However, mechanisms for *enforcement* of the flow-rate fairness *would* require some support from the infrastructure.

TCPの輻輳制御アルゴリズムは、完全にエンドホストに実装されているように、まず、TCPまたはその他のトランスポートプロトコルが提供するベストエフォート型トラフィックのための大まかな流れレートの公平性、インフラに最小限の技術的な要求を行います。しかし、流量公平性の*執行*のためのメカニズムは、* *インフラからいくつかの支援を必要とします。

Minimal demands in terms of economic infrastructure:


A system based on rough flow-rate fairness for simple best-effort traffic makes minimal demands in terms of economic relationships among ISPs or between users and ISPs. In contrast, Section 4 discusses some of the difficulties in the incremental deployment of infrastructure for cost-based fairness or other fairness mechanisms.


Usefulness in the real world:


The current system -- based on rough flow-rate fairness and simple best-effort traffic -- has shown its usefulness in the real world.

現在のシステム - ラフ流量公平性とシンプルなベストエフォート型トラフィックに基づいては - 現実の世界でその有用性を示しています。

Getting a share of the available bandwidth:


A system based on rough flow-rate fairness and simple best-effort traffic gives all users a reasonable chance of getting a share of the available bandwidth. This seems to be a quality that is much appreciated by today's Internet users (as discussed above).


3.2. The Limitations of Flow-Rate Fairness
3.2. 流量公正の制限事項

This section discusses some of the limitations of flow-rate fairness for simple best-effort traffic.


3.2.1. The Enforcement of Flow-Rate Fairness
3.2.1. 流量公正の施行

One of the limitations of rough flow-rate fairness is the difficulty of enforcement. One possibility for implementing flow-rate fairness would be an infrastructure designed from the start with a requirement for ubiquitous per-flow scheduling in routers. However, when starting with an infrastructure such as the current Internet with best-effort traffic largely served by First-In First-Out (FIFO) scheduling in routers and a design preference for intelligence at the ends, enforcement of flow-rate fairness is difficult at best. Further, a transition to an infrastructure that provides actual flow-rate fairness for best-effort traffic enforced in routers would be difficult.


A second possibility, which is largely how the current Internet is operated, would be simple best-effort traffic where most of the connections, packets, and bytes belong to connections using similar congestion-control mechanisms (in this case, those of TCP congestion control), with few if any enforcement mechanisms. Of course, when this happens, the result is a rough approximation of flow-rate fairness, with no guarantees that the simple best-effort traffic will continue to be dominated by connections using similar congestion-control mechanisms or that users or applications cannot game the system for their benefit. That is our current state of affairs. The good news is that the current Internet continues to successfully carry traffic for many users. In particular, we are not aware of reports of frequent congestion collapse, or of the Internet being dominated by severe congestion or intolerable unfairness.


A third possibility would be simple best-effort traffic with flow-rate fairness provided by the congestion control mechanisms in the transport protocols, with some level of enforcement, either in congested routers, in middleboxes, or by other mechanisms [MBFIPS01] [MF01] [SSZ03]. There seems to us to be considerable promise that incentives among the various players (ISPs, vendors, customers, standards bodies, political entities, etc.) will align somewhat, and that further progress will be made on the deployment of various enforcement mechanisms for flow-rate fairness for simple best-effort traffic. Of course, this is not likely to turn in to a fully reliable and ubiquitous enforcement of flow-rate fairness, or of any related fairness goals, for simple best-effort traffic, so this is not likely to be satisfactory to purists in this area. However, it may be enough to continue to encourage most systems to use standard congestion control.

第三の可能性は、輻輳ルータにおいて、中間装置で、又は他の機構のいずれかによって、施行のあるレベルで、トランスポートプロトコルの輻輳制御メカニズムによって提供される流量公平性を持つ単純なベストエフォートトラフィックであろう[MBFIPS01] [MF01] 【SSZ03]。そこやや整列する様々なプレーヤー間のインセンティブ(ISPは、ベンダー、顧客、標準化団体、政治的な実体など)のかなりの約束であることを私たちに思われ、その更なる進展は、フローのための様々な実施メカニズムの展開について説明しますシンプルなベストエフォート型トラフィックのため-rate公平さ。もちろん、これは簡単なベストエフォート型のトラフィックのために、または任意の関連する公正目標の、流量の公正性を完全に信頼性の高い、ユビキタス執行に変わりそうにないので、これはこの領域で純粋主義者に満足のいく可能性が高いではありません。しかし、標準の輻輳制御を使用するほとんどのシステムを奨励し続けるには十分かもしれません。

3.2.2. The Precise Definition of Flow-Based Fairness
3.2.2. フローベースのフェアネスの正確な定義

A second limitation of flow-based fairness is that there is seemingly no consensus within the research, standards, or technical communities about the precise form of flow-based fairness that should be desired for simple best-effort traffic. This area is very much still in flux, as applications, transport protocols, and the Internet infrastructure evolve.


Some of the areas where there is a range of opinions about the desired goals for rough flow-based fairness for simple best-effort traffic include the following:


* Granularity: What is the appropriate fairness granularity? That is, for flow-based fairness, what is the definition of a 'flow'? (This question has been explicitly posed in [RFC2309], [RFC2914], and many other places.) Should fairness be assessed on a per-connection basis? Should fairness take into account multiple connections between a pair of end-hosts (e.g., as suggested by [RFC3124])? If congestion control applies to each individual connection, what controls (if any) should constrain the number of connections opened between a pair of end-hosts? As an example, RFC 2616 specifies that with HTTP 1.1, a single-user client SHOULD NOT maintain more than two persistent connections with any server or proxy [RFC2616] (Section 8.1.4). For peer-to-peer traffic, different operating systems have different limitations on the maximum number of peer-to-peer connections; Windows XP Pro has a limit of ten simultaneous peer-to-peer connections, Windows XP Home (for the client) has a limit of five, and an OS X client has a limit of ten [P2P].

*粒度:適切な公正の粒度は何ですか?それは、「フロー」の定義が何であるかを、フローベースの公平性を、ありますか? (この質問は、明示的に[RFC2309]、[RFC2914]、および他の多くの場所で提起されました。)公正性は、接続ごとに評価されるべきでしょうか?公平性を考慮にエンドホスト(例えば、[RFC3124]によって示唆されるように)の対の間の複数の接続を取る必要がありますか?輻輳制御は、個々の接続に適用される場合、どのような(もしあれば)を制御することは、エンドホストのペア間に開かれた接続の数を制限する必要がありますか?一例として、RFC 2616は、HTTP 1.1、シングルユーザクライアントは、任意のサーバまたはプロキシ[RFC2616](セクション8.1.4)とつ以上の永続的な接続を維持しないように指定します。ピア・ツー・ピア・トラフィックのために、異なるオペレーティングシステムは、ピア・ツー・ピア接続の最大数に異なる制限を有します。 Windows XPはProが10同時ピアツーピア接続の制限があり、Windows XPのホーム(クライアント用)は5の限界があり、OS Xクライアントは、10 [P2P]の制限があります。

* RTT fairness: What is the desired relationship between flow bandwidth and round-trip times, for simple best-effort traffic? As shown in Section 3.3 of [FJ92], it would be straightforward to modify TCP's congestion control algorithms so that flows with similar packet drop rates but different round-trip times would receive roughly the same throughput. This question is further studied in [HSMK98]. It remains an open question what would be the desired relationship between throughput and round-trip times for simple best-effort traffic, particularly for applications or transport protocols using some form of feedback-based congestion control.

* RTT公平性:シンプルなベストエフォート型トラフィックのためのフローの帯域幅とラウンドトリップ時間との間の所望の関係は、何ですか? [FJ92]のセクション3.3に示されているのと同様のパケットドロップ率が異なる往復時間はほぼ同じスループットを受信するとそれが流れるように、TCPの輻輳制御アルゴリズムを修正することは簡単であろう。この質問は、さらに[HSMK98]で研究されています。これは、特に、フィードバックベースの輻輳制御のいくつかのフォームを使用してアプリケーションやトランスポートプロトコルのために、シンプルなベストエフォート型トラフィックのスループットとの往復時間の間の所望の関係がどうなるか未解決の問題のまま。

* Multiple congested routers: What is the desired relationship between flow bandwidth and the number of congested routers along the path, for simple best-effort traffic? It is well established that for TCP traffic in particular, flows that traverse multiple congested routers receive a higher packet drop rate, and therefore lower throughput, than flows with the same round-trip time that traverse only one congested router [F91]. There is also a long-standing debate between max-min fairness [HG86] and proportional fairness [KMT98], and no consensus within the research community on the desired fairness goals in this area.

*複数の混雑ルータ:シンプルなベストエフォートトラフィックのフローの帯域幅と、パスに沿って混雑ルータの数との間の所望の関係は、何ですか?特にTCPトラフィックに対して、複数の輻輳ルータを通過するフローがより高いパケット損失率、したがってより低いスループットを受け取ることが唯一の輻輳ルータ[F91]を横切る同一のラウンドトリップ時間と流れるよりも、それは十分に確立されています。最大 - 最小公平[HG86]とプロポーショナルフェアネス[KMT98]、およびこの分野で必要な公正の目標に研究コミュニティ内のコンセンサスとの長年の議論もあります。

* Bursty vs. smooth traffic: What is the desired relationship between flow bandwidth and the burstiness in the sending rate of the flow? Is it a goal for a bursty flow to receive the same average or maximum bandwidth as a flow with a smooth sending rate? How does the goal depend on the time scale of the burstiness of the flow [K96]? For instance, a flow that is bursty on time scales of less than a round-trip time has different dynamics than a flow that is bursty on a time scale of seconds or minutes.


* Packets or bytes: Should the rough fairness goals be in terms of packets per second or bytes per second [RFC3714]? And if the fairness goals are in terms of bytes per second, does this include the bandwidth used by packet headers (e.g., TCP and IP headers)?


* Different transport protocols: Should the transport protocol used (e.g., UDP, TCP, SCTP, DCCP) or the application affect the rough fairness goals for simple best-effort traffic?


* Unicast vs. multicast: What should the fairness goals be between unicast and multicast traffic [FD04] [ZOX05]?

マルチキャスト対*ユニキャスト:公平性の目標は、ユニキャストおよびマルチキャストトラフィック[FD04] [ZOX05]の間で何をすべきですか?

* Precision of fairness: How precise should the fairness goals be? Is the precision that is possible from per-flow scheduling the right benchmark? Or, is a better touchstone the rough fairness over multiple round-trip times achieved by TCP flows over FIFO scheduling? Or, is a goal of even more rough fairness of an order of magnitude or more between flows using different transport protocols right?


There is a range of literature for each of these topics, and we have not attempted to cite it all above. Rough flow-based fairness for simple best-effort traffic could evolve with a range of possibilities for fairness in terms of round-trip times, the number of congested routers, packet size, or the number of receivers per flow. (Further discussion can be found in [RFC5166].)

そここれらの各トピックについての文献の範囲であり、我々は上記のすべてを引用しようとしていません。シンプルなベストエフォート型トラフィックのための大まかな流れをベースと公平性が往復時間、混雑ルータの数、パケットサイズ、またはフローごとの受信者数の面で公平性のための可能性の範囲で進化することができます。 (さらなる議論は[RFC5166]に見出すことができます。)

Fairness over time:


One issue raised in [B07] concerns how fairness should be integrated over time. For example, for simple best-effort traffic, should long flows receive less bandwidth in bits per second than short flows? For cost-based fairness or for QoS-based traffic, it seems perfectly viable for there to be some scenarios where the cost is a function of flow or session lifetime. It also seems viable for there to be some scenarios where the cost of QoS-enabled traffic is independent of flow or session lifetime (e.g., for a private Intranet that is measured only by the bandwidth of the access link, but where any traffic sent on that Intranet is guaranteed to receive a certain QoS).


However, for simple best-effort traffic, the current form of rough fairness seems acceptable, with fairness that is independent of session length. That is, in the current Internet, a user who opens a single TCP connection for ten hours *might* receive the same average throughput in bits per second, during that TCP connection, as a user who opens a single TCP connection for ten minutes and then goes off-line. Similarly, a user who is online for ten hours each day *might* receive the same throughput in bits per second, and pay roughly the same cost, as a user who is online for ten minutes each day. That seems acceptable to us. Other pricing mechanisms between users and ISPs seem acceptable also. The current Internet includes a wide range of pricing mechanisms between users and ISPs for best-effort traffic.

しかし、シンプルなベストエフォートトラフィックのために、ラフな公正の現在のフォームは、セッションの長さとは独立した公正で、許容できると思われます。それは、現在のインターネットにおいては、10時間のための単一のTCP接続を開き、ユーザーは* * 10分間、単一のTCP接続をオープンしたユーザーとして、そのTCP接続時に、ビット毎秒で同じ平均スループットを受け取ることがありますその後、オフラインになりました。同様に、10時間毎日のためにオンラインであるユーザー*かもしれない*秒あたりのビット数で同じスループットを受け取り、そして10分、毎日のためにオンラインであるユーザーとして、ほぼ同じコストを支払います。それは私たちに許容可能なようです。ユーザーとISP間の他の価格決定メカニズムも許容できるようです。現在のインターネットはベストエフォート型トラフィックのためのユーザーとISP間価格決定メカニズムの広い範囲を含みます。

4. On the Difficulties of Incremental Deployment

One of the advantages of simple best-effort service is that it is currently operational in the Internet, along with the rough flow-rate fairness that results from the dominance of TCP's congestion control.


While additional classes of service would clearly be of use in the Internet, the deployment difficulties of such mechanisms have been non-trivial [B03]. The problems of deploying interlocking changes to the infrastructure do not necessarily have an easy fix as they stem in part from the underlying architecture of the Internet. As explained in RFC 1958 titled "Architectural Principles of the Internet": "Fortunately, nobody owns the Internet, there is no centralized control, and nobody can turn it off" [RFC1958]. Some of the difficulties of making changes in the Internet infrastructure, including the difficulties imposed by the political and economic context, have been discussed elsewhere (e.g., [CMB07]). The difficulty of making changes to the Internet infrastructure is in contrast to the comparative ease in making changes in Internet applications.

サービスの追加クラスは明らかに、インターネットでの使用であろうが、そのようなメカニズムの導入の難しさは、非自明[B03]となっています。彼らはインターネットの基盤となるアーキテクチャから部分的に幹としてインフラストラクチャに連動変更の配備の問題は必ずしも容易では修正を持っていません。 [RFC1958]「幸いなことに、誰もがインターネットを所有していない、そこには集中制御されていない、と誰もがそれをオフにすることはできません」:1958題し、「インターネットの建築の原則は、」RFCで説明したように。政治的および経済的文脈によって課される問題を含むインターネット・インフラストラクチャの変化を、製造の難しさのいくつかは、(例えば、[CMB07])他の場所で議論されています。インターネットインフラストラクチャに変更を加えることの難しさは、インターネットアプリケーションの変更を行うことで、比較的容易とは対照的です。

The difficulties of deployment for end-to-end intserv or diffserv mechanisms are well-known, having in part to do with the difficulties of deploying the required economic infrastructure [B03]. It seems likely that cost-based schemes based on re-ECN could also have a difficult deployment path, involving the deployment of ECN-marking at routers, policers at both ends of a connection, and a change in pairwise economic relationships to include a congestion metric [B07]. Some infrastructure deployment problems are sufficiently difficult that they have their own working groups in the IETF [MBONED].

エンドツーエンドのIntServやDiffServの機構の配置の難しさは、必要な経済インフラ[B03]を展開する問題に関係する部分に有する、よく知られています。接続の両端のポリサー、再ECNに基づいて、コストベースのスキームはまた、ルータでECNマーキングの導入を含む、難しい展開パスを持つことができる可能性が高いようで、混雑を含むようにペアごとの経済関係の変化メトリック[B07]。いくつかのインフラ配備の問題は、彼らがIETF [MBONED]で自分のワーキンググループを持っていることを十分に困難です。

5. Related Work
5.1. From the IETF
5.1. IETFから

This section discusses IETF documents relating to simple best-effort service and flow-rate fairness.


RFC 896 on congestion control: Nagle's RFC 896 titled "Congestion Control in IP/TCP", from 1984, raises the issue of congestion collapse, and says that "improved handling of congestion is now mandatory" [RFC896]. RFC 896 was written in the context of a heavily loaded network, the only private TCP/IP long-haul network in existence at the time (that of Ford Motor Company, in 1984). In addition to introducing the Nagle algorithm for minimizing the transmission of small packets in TCP, RFC 896 considers the effectiveness of ICMP Source Quench for congestion control, and comments that future gateways should be capable of defending themselves against obnoxious or malicious hosts. However, RFC 896 does not raise the question of fairness between competing users or flows.

輻輳制御に関するRFC 896:NagleのRFC 896名称「IP / TCPにおける輻輳制御」、1984年からは、輻輳崩壊の問題を提起し、[RFC896]「渋滞の処理を改善することが必須になりました」と述べています。 RFC 896は、負荷の高いネットワークの文脈で書かれた、当時の現存する唯一のプライベートTCP / IP長距離ネットワーク(1984年のフォード・モーター・カンパニーのこと)。 TCPの小さなパケットの送信を最小化するNagleアルゴリズムを導入することに加えて、RFC 896は、輻輳制御のためのICMPソースクエンチの有効性を考慮し、そして将来のゲートウェイが不快な又は悪質なホストに対して自身を守ることができなければならないことをコメントしています。しかし、RFC 896は、競合するユーザーまたはフロー間の公平性の問題を提起しません。

RFC 2309 on unresponsive flows: RFC 2309, an Informational document from the End-to-End Research Group titled "Recommendations on Queue Management and Congestion Avoidance in the Internet" from 2000, contains the following recommendation: "It is urgent to begin or continue research, engineering, and measurement efforts contributing to the design of mechanisms to deal with flows that are unresponsive to congestion notification or are responsive but more aggressive than TCP" [RFC2309].

無応答フロー上のRFC 2309:RFC 2309、2000年からエンドツーエンドの研究グループと題した「インターネットの待ち行列管理と輻輳回避に関する提言」からの情報文書は、以下の推奨事項が含まれています:「開始または継続することが急務であります[RFC2309]「輻輳通知に応答しないか、応答が、TCPよりも攻撃的であるフローに対処するためのメカニズムの設計に貢献する研究、エンジニアリング、および測定の努力。

RFC 2616 on opening multiple connections: RFC 2616, the standards-track document for HTTP/1.1, specifies that "clients that use persistent connections SHOULD limit the number of simultaneous connections that they maintain to a given server" (Section 8.1.4 of [RFC2616]).

複数の接続開くのRFC 2616:RFC 2616は、HTTP / 1.1のための標準化過程文書は、「持続的な接続を使用するクライアントは、彼らが特定のサーバーに維持する同時接続数を制限すべきである」ことを指定します([のセクション8.1.4 RFC2616])。

RFC 2914 on congestion control principles: RFC 2914, a Best Current Practice document, from 2000 titled "Congestion Control Principles", discusses the issues of preventing congestion collapse, maintaining some form of fairness for best-effort traffic, and optimizing a flow's performance in terms of throughput, delay, and loss for the flow in question. In the discussion of fairness, RFC 2914 outlines policy issues concerning the appropriate granularity of a "flow", and acknowledges that end nodes can easily open multiple concurrent flows to the same destination. RFC 2914 also discusses open issues concerning fairness between reliable unicast, unreliable unicast, reliable multicast, and unreliable multicast transport protocols.

輻輳制御の原則にRFC 2914:RFC 2914は、2000年から最も良い現在の練習の文書は、「輻輳制御原則を」と題し、輻輳崩壊を防ぐベストエフォート型トラフィックのための公正性のいくつかのフォームを維持し、かつ、フローのパフォーマンスを最適化する問題について説明します問題のフローのスループット、遅延、および損失の観点から。公平性の議論では、RFC 2914「フロー」の適切な粒度に関するポリシーの問題を概説し、エンドノードが容易に同じ宛先への複数の同時フローを開くことができることを認めます。 RFC 2914はまた、信頼性の高いユニキャスト、信頼できないユニキャスト、信頼性の高いマルチキャスト、および信頼性の低いマルチキャストトランスポートプロトコル間の公平性に関する未解決の問題について説明します。

RFC 3714 on the amorphous problem of fairness: Section 3.3 of RFC 3714, an Informational document from the IAB (Internet Architecture Board) discussing congestion control for best-effort voice traffic, has a discussion of "the amorphous problem of fairness", discussing complicating issues of packet sizes, round-trip times, application-level functionality, and the like [RFC3714].

公正性のアモルファス問題のRFC 3714:RFC 3714のセクション3.3には、ベストエフォート型の音声トラフィックの輻輳制御を議論IAB(インターネットアーキテクチャ委員会)からの情報文書は、「公正性のアモルファス問題」の議論があり、複雑に議論パケットサイズ、往復時間、アプリケーションレベルの機能、など[RFC3714]の問題。

RFCs on QoS: There is a long history in the IETF of the development of QoS mechanisms for integrated and differentiated services [RFC2212, RFC2475]. These include lower effort per-domain behaviors that could be used to protect best-effort traffic from lower-priority traffic [RFC3662].

QoSの上のRFC:統合と差別化されたサービスのためのQoSメカニズムの開発のIETF [RFC2212、RFC2475]で長い歴史があります。これらは、優先順位の低いトラフィック[RFC3662]からベストエフォートトラフィックを保護するために使用することができ低く努力ドメインごとの行動が含まれます。

5.2. From Elsewhere
5.2. 他の場所から

This section briefly mentions some of the many papers in the literature on best-effort traffic or on fairness for competing flows or users. [B07] also has a section on some of the literature regarding fairness in the Internet.

このセクションでは、簡単にフローまたはユーザを競合するためにベストエフォート型トラフィック上または公正に関する文献の多くの論文のいくつかを言及しています。 [B07]もインターネットで公平に関する文献のいくつかのセクションを有しています。

Fairness with AIMD: Fairness with AIMD (Additive Increase Multiplicative Decrease) congestion control was studied by Chiu and Jain in 1987, where fairness is maximized when each user or flow gets equal allocations of the bottleneck bandwidth [CJ89]. Van Jacobson's 1988 paper titled "Congestion Avoidance and Control" defined TCP's AIMD-based congestion control mechanisms [J88].

AIMDと公平:AIMDと公平性(添加剤は乗法増減)輻輳制御は、各ユーザまたはフローがボトルネック帯域幅[CJ89]の等しい割り当てを取得するときの公平性が最大化される、1987年チウジャイナによって研究されました。 「輻輳回避とコントロール」というタイトルヴァンヤコブソン1988論文は、TCPのAIMDベースの輻輳制御メカニズム[J88]を定義しました。

Fair Queueing: The 1989 paper on Fair Queueing by Demers et al. promoted Fair Queueing scheduling at routers as providing fair allocation of bandwidth, lower delay for low-bandwidth traffic, and protection from ill-behaved sources [DKS89].


Congestion-based pricing: One of the early papers on congestion-based pricing in networks is the 1993 paper titled "Pricing the Internet" by MacKie-Mason and Varian [MV93]. This paper proposed a "Smart Market" to price congestion in real time, with a per-packet charge reflecting marginal congestion costs. Frank Kelly's web page at [Proportional] has citations to papers on proportional fairness, including [K97] titled "Charging and Rate Control for Elastic Traffic".

輻輳ベースの価格設定:ネットワークの輻輳ベースの価格設定に関する初期の論文の一つMACKIE・メイソンとバリアン[MV93]で「インターネットをプライシング」と題した1993紙です。本論文では限界混雑コストを反映したパケットごとの担当で、リアルタイムでの価格渋滞に「スマート・マーケット」を提案しました。 [プロポーショナル]でフランク・ケリーのWebページには、「弾性トラフィック用の充電とレート制御」というタイトル[K97]を含む比例公平、上の論文に引用されています。

Other papers on pricing in computer networks include [SCEH96], which is in part a critique of some of the pricing proposals in the literature at the time. [SCEH96] argues that usage charges must remain at significant levels even if congestion is extremely low.

コンピュータネットワークにおける価格設定上の他の論文は、一部は一度文学の価格提案のいくつかの批判である[SCEH96]を、含まれています。 [SCEH96]利用料金は、輻輳が極めて低い場合であっても有意なレベルで維持しなければならないと主張しています。

6. Security Considerations

This document does not propose any new mechanisms for the Internet, and so does not require any security considerations.


7. Conclusions

This document represents the views of the two authors on the role of simple best-effort traffic in the Internet.


8. Acknowledgements

We thank Ran Atkinson, Roland Bless, Bob Briscoe, Mitchell Erblich, Ted Faber, Frank Kelly, Tim Shephard, and members of the Transport Area Working Group for feedback on this document.


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