Pursuing an ideal congestion control algorithm achieving no buffering delay and full bottleneck bandwidth utilization

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11786
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60060:Information network-related
• Research Institution: Fukushima University
• Principal Investigator: Utsumi Satoshi 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (60605971)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷川 剛 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00294009)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 輻輳制御アルゴリズム / BBR / CUBIC / 性能評価 / インターネット

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to realize an ideal congestion control algorithm that achieves minimal delay and 100% link utilization. Utilizing network measurement techniques not previously employed in traditional congestion control algorithms, we proposed a precise method for estimating congestion states backed by mathematical principles. These findings were then applied to a new congestion control algorithm. The efficacy of the proposed method was guaranteed mathematically, and its practicality was verified through experiments in real network environments. Additionally, we investigated improvements in fairness when competing with conventional congestion control algorithms such as CUBIC and delay-reducing congestion control algorithms BBR.

Free Research Field

情報ネットワーク

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

提案アルゴリズムの実機での実現し、その性能を評価した。その結果、Google社が2016年に発表した遅延を抑える輻輳制御アルゴリズムであるBBRの性能（バッファリング遅延とフロー間の公平性）を大幅に改善できることを確認した。提案アルゴリズムが実機でも高性能を実現できることを確認したことで、BBRよりも小さいバッファリング遅延・100%に近い回線利用率、フロー間の優れた公平性を達成する手段を実現したと言える。また、従来型の輻輳制御アルゴリズムとの公平性を改善する手法を発表したことで、BBRや提案アルゴリズムの普及に貢献できたと考える。