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 ¡ IGP: ¡Hop ¡count, ¡ other ¡metrics ¡ AS-­‑1 ¡ AS-­‑2 ¡ AS-­‑3 ¡ EGP: ¡Guided ¡by ¡ policy ¡ 4 ¡

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 ¡ B ¡ A ¡ D ¡ RTT/Loss ¡rate/Bandwidth ¡ C ¡ 7 ¡

Input ¡trace ¡data ¡ B ¡ A ¡ • ¡Random ¡request ¡ • ¡Synchronized ¡request ¡ • ¡Analysis ¡of ¡TCP ¡transfer ¡ D ¡ Control ¡Host ¡ C ¡ 8 ¡

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 ¡(10 th ¡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. ¡ (X 1 , ¡Y 1 ) ¡ (X 2 , ¡Y 2 ) ¡ (X 3 , ¡Y 3 ) ¡ There ¡might ¡be ¡a ¡shorter ¡path ¡through ¡another ¡node ¡ 18 ¡

Ques5ons? ¡ 19 ¡