RELD, RTT ECN Loss Differentiation to optimize the performance of transport protocols on wireless networks

One major yet unsolved problem in wired-cum-wireless networks is the classification of losses, which might result from wireless temporary interferences or from network congestion. The transport protocol response to losses should be different for these two cases. If the transmission uses existing protocols like TCP, the losses are always classified as congestion losses by sender, causing reduced throughput. In wired networks, ECN (Explicit Congestion Notification) can be used to control the congestion through active queue management such as RED (Random Early Detection). It can also be used to solve the transport protocol misreaction over wireless networks. This paper proposes a loss differentiation method (RELD), based on ECN signaling and RTT, and applied to TCPlike. TCPlike is one of the three current congestion controls present in the new transport protocol DCCP (Datagram Congestion Control Protocol). Our simulations, using a more realistic simulated loss error model for wireless networks, show that RELD optimizes congestion control and therefore increases the performance of transport protocols over wireless networks, leading to an average performance gain ranging from 10% to 15%. Key-words: Wireless network, Transport Protocol, Congestion control, ECN, RED. Laboratoire d’Informatique de l’Université de Franche-Comté, Antenne de Montbéliard — UFR STGI, Pôle universitaire du Pays de Montbéliard, 25200 Montbéliard Cedex (France) Téléphone : +33 (0)3 81 99 47 43 — Télécopie +33 (0)3 81 99 47 91 RELD, une méthode de différenciation de pertes basée sur le RTT et l’ECN pour améliorer la performance des protocoles de transport sur réseaux sans-fil Résumé : Un des problèmes majeurs non encore résolu dans les réseaux sans-fil est la différenciation de pertes, qui peuvent être dues soit à des interférences temporaires du réseau sans-fil ou à la congestion du réseau filaire. La réaction du protocole de transport à des pertes doit être différente dans ces deux cas là. Si la transmission utilise les protocoles existants, tels que TCP, les pertes seront toujours classifiées comme dues à la congestion par l’expéditeur des données, ce qui cause une réduction du débit. Dans les réseaux câblés, ECN (Explicit Congestion Notification) peut être utilisée pour contrôler la congestion grâce à une gestion active de la file d’attente, telle que RED (Random Early Detection). Elle peut également être utilisée pour résoudre la mauvaise réaction du protocole de transport sur les réseaux sans-fil. Le présent document propose une méthode de différenciation de pertes (RELD) sur la base d’ECN et le RTT. Cette méthode est appliquée à TCPLike, l’un des deux contrôles de congestion actuellement présents dans le nouveau protocole de transport DCCP (Datagram Congestion Control Protocol). Nos résultats, basés sur un modèle réaliste d’erreur sans-fil, indiquent que RELD optimise le contrôle de congestion et augmente la performances de protocoles de transport sur les réseaux sans-fil, ce qui donne un gain de performance de 10% to 15% en moyenne. Mots-clés : Réseaux sans-fil, Protocole de transport, Contrôle de congestion, ECN, RED. Laboratoire d’Informatique de l’Université de Franche-Comté, Antenne de Montbéliard — UFR STGI, Pôle universitaire du Pays de Montbéliard, 25200 Montbéliard Cedex (France) Téléphone : +33 (0)3 81 99 47 43 — Télécopie +33 (0)3 81 99 47 91 RELD, RTT ECN Loss Differentiation to optimize the performance of transport protocols on wireless networks15