Sincronización global TCP

La sincronización global TCP en redes informáticas consiste en que cada emisor disminuye y aumenta su velocidad de transmisión simultáneamente con la de los demás. Esto puede ocurrir en flujos del Protocolo de Control de Transmisión (TCP) durante periodos de congestión, ya que cada emisor reduce su velocidad de transmisión al mismo tiempo que se produce la pérdida de paquetes.

Los routers de Internet normalmente tienen colas de paquetes, lo que les permite retener los paquetes cuando la red está ocupada, en lugar de descartarlos.

Debido a que los enrutadores tienen recursos limitados, el tamaño de estas colas también es limitado. La técnica más sencilla para limitar el tamaño de la cola se conoce como descarte de cola . Se permite que la cola se llene hasta su tamaño máximo y, a continuación, los nuevos paquetes se descartan hasta que haya espacio disponible.

Esto genera problemas al utilizarse en enrutadores TCP/IP que gestionan múltiples flujos TCP, especialmente durante los picos de tráfico. Mientras la red es estable, la cola permanece constantemente llena y no hay problemas, salvo que la cola llena provoca una alta latencia. Sin embargo, la introducción de un aumento repentino de tráfico puede provocar que un gran número de flujos establecidos y estables pierdan paquetes simultáneamente.

TCP se recupera automáticamente de los paquetes perdidos, que interpreta como congestión en la red (lo cual suele ser correcto). El emisor reduce su velocidad de envío durante un tiempo determinado y luego intenta comprobar si la red ya no está congestionada aumentando la velocidad nuevamente, con un incremento gradual. Esto se conoce como algoritmo de inicio lento .

Casi todos los emisores usarán el mismo retardo antes de aumentar sus tasas. Cuando estos retardos expiren simultáneamente, todos los emisores enviarán paquetes adicionales y la cola del enrutador volverá a desbordarse en un bucle de retroalimentación. Este patrón se conoce como "sincronización global" y conlleva un uso ineficiente del ancho de banda, debido a la gran cantidad de paquetes perdidos que deben retransmitirse y a que los emisores tienen una tasa de envío reducida, en comparación con el estado estable, mientras se les restablece la velocidad tras cada pérdida. Este patrón es similar al problema de la manada atronadora en la gestión de procesos .

Este problema ha sido objeto de numerosas investigaciones. El consenso general apunta a que el algoritmo de descarte de colas es la principal causa del problema, y ​​que otros algoritmos de gestión del tamaño de las colas, como la detección temprana aleatoria (RED) y la RED ponderada , reducirán la probabilidad de sincronización global, además de mantener el tamaño de las colas bajo control ante cargas elevadas y picos de tráfico inesperados.

• Algoritmo para evitar la congestión TCP
• Congestión de la red
• Problema de manada atronadora

• Vegesna, Srinivas (2001). Calidad de servicio IP, cap. 6. Cisco Press. ISBN 1-57870-116-3.
• Szigeti, Tim (2005). Diseño de red QoS de extremo a extremo, cap. 6 . Prensa de Cisco. ISBN 1-58705-176-1.

• Documento de ISOC que analiza la dinámica de TCP, incluida la sincronización global.
• Un artículo con gráficos que demuestran la sincronización global de TCP en acción y su impacto cuando TCP coexiste con UDP.