最大最小公平性(Max-min Fairness)的學習記錄

思考源頭:

遇到一道很有意思的題,關于帶寬分配的最大最小公平性(Max-min Fairness)原則。如圖1所示


圖1:最大最小公平性



解決思路:

眾所周知,關于發(fā)送方的流量控制,就是滑動窗口機制了,但只知窗口,還是得不到速率。擁塞避免也是在解決窗口的問題,同樣得不到速率。查了很多資料了,最后發(fā)現(xiàn)其實還是與擁塞控制相關,引起帶寬競爭。這就要用到最大最小公平性原則



最大最小公平性原則的核心思想:

最小流量的最大化

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圖2:核心思想






分配流程:

(中學老師說以水流類比電流,這里同樣可以用水流理解)

1. 所有數(shù)據(jù)流的速率從零開始

2. 增加速率,直到任何一個數(shù)據(jù)流的速率到瓶頸

3. 調(diào)整已到瓶頸的速率(這里是不帶權(quán)的調(diào)整,即均分)

4. 回到第二步循環(huán)


圖3:分配流程





Example:

這里有4條數(shù)據(jù)流。這里特別注意,是4條邏輯上的線路,實際與圖一的原題目連接一致。

(例:若已確定數(shù)據(jù)流D在R4和R5兩跳之間速率為1bps,整條數(shù)據(jù)流D的速率均為1bps)


圖4:Example





我的思路是:由于R4-R5“競爭最激烈”,所以要從此開始先“填滿”R4-R5。達到瓶頸后,速率平均分配,為1/3個單位的帶寬。

(本例將1個單位的速率均等分配三份,BCD各為1/3個單位,如30Mbps三等分后為10Mbps)



圖5:第一個瓶頸





隨著BCD流的確定,R5和R6兩跳之間最大為C與D流之和:1/3 + 1/3 = 2/3

因整條數(shù)據(jù)流B均為1/3個單位,所以在R2-R3兩跳之間剩余2/3個單位。增大流A,當其達到2/3個單位后,R2-R3兩跳達到瓶頸。此時流A也確定了。


圖6:第二個瓶頸





老師的模擬的適應過程更接近真實情況,網(wǎng)絡的流量基本上都是突發(fā)的,帶寬是都是動態(tài)變化的。


圖7:真實情況的模擬


回到思考源頭:

按以上思路:R5-R6兩跳含3個數(shù)據(jù)流,30Mbps三等分后得10Mbps。R1-R2-R3能分得20Mbps。

故最高為R1-R2-R3:? 20Mbps;其他均為最低: 10Mbps。選D。




融入了很多個人理解,若有不足之處還望指正。



引用:

https://baike.baidu.com/item/%E5%B8%A6%E5%AE%BD%E5%88%86%E9%85%8D

https://www.cnblogs.com/JAVALLiuLei/p/9510233.html

https://youtu.be/wRX7o4xuwRc

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