The End-to-End Effects of Internet Path Selec5on S. - - PowerPoint PPT Presentation

The ¡End-­‑to-­‑End ¡Effects ¡of ¡ Internet ¡Path ¡Selec5on ¡

• S. ¡Savage, ¡A. ¡Collins, ¡E. ¡Hoffman, ¡J. ¡

Snell, ¡and ¡T. ¡Anderson ¡ Presented ¡by: ¡Imranul ¡Hoque ¡

Systems ¡Research ¡these ¡days ¡

• “It’s ¡just ¡a ¡lot ¡of ¡measurement; ¡a ¡

misinterpreta5on ¡and ¡misapplica5on ¡of ¡the ¡ scien5fic ¡method.” ¡

• “Inven5on ¡has ¡been ¡replaced ¡by ¡observa5on.” ¡
• “They ¡may ¡be ¡interes5ng, ¡they ¡may ¡even ¡be ¡

relevant, ¡but ¡they ¡aren’t ¡research.” ¡ ¡-­‑ ¡Rob ¡Pike ¡

2 ¡

Ques5on ¡to ¡answer ¡

• How ¡good ¡is ¡Internet ¡rou5ng ¡from ¡a ¡user’s ¡

perspec5ve, ¡and ¡why? ¡

• Goodness ¡of ¡Internet ¡rou5ng: ¡

– Round ¡trip ¡5me ¡ – Loss ¡rate ¡ – Bandwidth ¡

• Why ¡Internet ¡rou5ng ¡might ¡not ¡be ¡good? ¡

How ¡would ¡users ¡react ¡to ¡increased ¡RTT? ¡

3 ¡

Internet ¡rou5ng ¡

4 ¡

AS-­‑1 ¡ AS-­‑2 ¡ AS-­‑3 ¡

IGP: ¡Hop ¡count, ¡

• ther ¡metrics ¡

EGP: ¡Guided ¡by ¡ policy ¡

Topics ¡

• Methodology ¡
• Results ¡

– In ¡30-­‑80% ¡cases, ¡there ¡exists ¡a ¡superior ¡alternate ¡ path ¡

• Evalua5ng ¡the ¡results ¡
• Using ¡the ¡results ¡

– Resilient ¡overlay ¡networks ¡ – Network ¡coordinate ¡systems ¡

5 ¡

Methodology ¡

• Quan5fying ¡the ¡impact ¡of ¡path ¡selec5on: ¡

– Let ¡X ¡= ¡performance ¡of ¡default ¡path ¡ – Let ¡Y ¡= ¡performance ¡of ¡best ¡path ¡ – (Y ¡– ¡X) ¡= ¡cost ¡of ¡using ¡default ¡path ¡

• Technical ¡problems: ¡

– How ¡to ¡find ¡the ¡best ¡path? ¡ – How ¡to ¡measure ¡the ¡best ¡path? ¡

6 ¡

Approxima5ng ¡the ¡best ¡path ¡

7 ¡

A ¡ B ¡ C ¡ D ¡

RTT/Loss ¡rate/Bandwidth ¡

Input ¡trace ¡data ¡

8 ¡

A ¡

Control ¡Host ¡

B ¡ C ¡ D ¡

• ¡Random ¡request ¡
• ¡Synchronized ¡request ¡
• ¡Analysis ¡of ¡TCP ¡transfer ¡

Round ¡trip ¡5me ¡

9 ¡

Loss ¡rate ¡

10 ¡

Bandwidth ¡

11 ¡

Summary ¡of ¡results ¡

• Default ¡path ¡is ¡usually ¡not ¡the ¡best ¡

– True ¡for ¡latency, ¡loss ¡rate, ¡and ¡bandwidth ¡ – In ¡spite ¡of ¡synthe5c ¡end-­‑host ¡transi5ng ¡

• Many ¡alternate ¡paths ¡are ¡much ¡bemer ¡
• Effect ¡stronger ¡during ¡peak ¡hours ¡
• Bemer ¡path ¡can ¡be: ¡

– Shorter, ¡less ¡congested, ¡or ¡both ¡ – Obtained ¡by ¡avoiding ¡parts ¡of ¡the ¡Internet ¡

12 ¡

What ¡makes ¡a ¡bemer ¡path ¡bemer? ¡ ¡

• Possibili5es: ¡

– Avoid ¡congested ¡queues ¡ – Shorter ¡propaga5on ¡delay ¡

• Answer ¡seems ¡to ¡be: ¡both ¡
• Visualizing ¡propaga5on ¡and ¡conges5on: ¡

– Es5mate ¡propaga5on ¡delay ¡(10th ¡percen5le) ¡ – Queuing ¡delay ¡= ¡RTT ¡– ¡propaga5on ¡delay ¡ – Plot ¡improvement ¡in ¡propaga5on ¡delay ¡vs. ¡ improvement ¡in ¡RTT ¡

13 ¡

Propaga5on ¡delay ¡vs. ¡conges5on ¡

• R1 ¡= ¡P1 ¡+ ¡Q1 ¡[default ¡path] ¡
• R2 ¡= ¡P2 ¡+ ¡Q2 ¡[best ¡alternate ¡path] ¡
• We ¡are ¡plosng ¡(P1 ¡– ¡P2) ¡vs. ¡(R1 ¡– ¡R2) ¡
• R1 ¡> ¡R2: ¡

– P1 ¡== ¡P2, ¡(Q1 ¡– ¡Q2) ¡== ¡(R1 ¡– ¡R2) ¡[x-­‑axis] ¡ – Q1 ¡== ¡Q2, ¡(P1 ¡– ¡P2) ¡== ¡(R1 ¡– ¡R2) ¡[y=x ¡line] ¡ – P1 ¡> ¡P2, ¡Q1 ¡> ¡Q2, ¡(P1 ¡– ¡P2) ¡< ¡(R1 ¡– ¡R2) ¡ – Q1 ¡< ¡Q2, ¡P1 ¡> ¡P2, ¡and ¡(P1 ¡– ¡P2) ¡> ¡(R1 ¡– ¡R2) ¡ – P1 ¡< ¡P2, ¡Q1 ¡> ¡Q2, ¡ ¡and ¡(Q1 ¡– ¡Q2) ¡> ¡(R1 ¡– ¡R2) ¡

14 ¡

Propaga5on ¡delay ¡vs. ¡conges5on ¡

15 ¡

Summary ¡

• Alternate ¡path ¡is ¡bemer ¡than ¡the ¡default ¡path ¡

– So ¡what? ¡

• Implica5ons ¡of ¡the ¡result: ¡

– Resilient ¡overlay ¡networks ¡(RON) ¡ – Network ¡coordinate ¡systems ¡

16 ¡

Resilient ¡overlay ¡networks ¡

• Rou5ng ¡using ¡overlay ¡network ¡
• Monitor ¡links ¡in ¡the ¡overlay ¡

– RTT, ¡loss ¡rate, ¡etc. ¡

• Aggressively ¡make ¡rou5ng ¡decisions ¡based ¡on ¡

the ¡observa5ons ¡

• Problems? ¡

17 ¡

Network ¡coordinate ¡systems ¡

• Assign ¡coordinates ¡to ¡hosts ¡to ¡enable ¡latency ¡

predic5on ¡

• Example: ¡GNP, ¡NPS, ¡PIC, ¡PCoord, ¡Vivaldi, ¡etc. ¡

18 ¡

(X1, ¡Y1) ¡ (X2, ¡Y2) ¡ (X3, ¡Y3) ¡

There ¡might ¡be ¡a ¡shorter ¡path ¡through ¡another ¡node ¡

Ques5ons? ¡

19 ¡