Resiliente Overlay-Netzwerke

Ein Resilientes Overlay-Netzwerk (RON) ist eine Architektur, die es verteilten Internet-Anwendungen ermöglicht, Pfadausfälle und Perioden degradierter Leistung innerhalb von Sekunden zu erkennen und sich davon zu erholen, was die heutigen Weitverkehrs-Routing-Protokolle übertrifft, die mindestens mehrere Minuten für die Wiederherstellung benötigen. Ein RON ist ein Overlay auf Anwendungsebene über dem bestehenden Internet-Routing-Substrat. Die RON-Knoten überwachen die Funktion und Qualität der Internet-Pfade untereinander und nutzen diese Informationen, um zu entscheiden, ob Pakete direkt über das Internet oder über andere RON-Knoten weitergeleitet werden sollen, wobei anwendungsspezifische Routing-Metriken optimiert werden. Ergebnisse aus zwei Messungen eines funktionierenden RON, das an Standorten verteilt über das Internet eingesetzt wurde, zeigen die Vorteile unserer Architektur. Zum Beispiel gab es über einen 64-stündigen Erhebungszeitraum im März 2001 in einem zwölf-Knoten-RON 32 signifikante Ausfälle, die jeweils über dreißig Minuten dauerten, über die 132 gemessenen Pfade. Der Routing-Mechanismus von RON konnte alle erkennen, sich erholen und sie in weniger als zwanzig Sekunden im Durchschnitt umgehen, was zeigt, dass seine Methoden zur Fehlererkennung und -behebung gut darin funktionieren, alternative Pfade im Internet zu entdecken. Darüber hinaus war RON in der Lage, die Verlustquote, Latenz oder den Durchsatz, die durch Datentransfers wahrgenommen wurden, zu verbessern; beispielsweise verdoppelte etwa 5 % der Transfers ihren TCP-Durchsatz und 5 % unserer Transfers sahen ihre Verlustwahrscheinlichkeit um 0,05 reduziert. Wir fanden heraus, dass das Weiterleiten von Paketen über maximal einen Zwischen-RON-Knoten ausreicht, um Fehler zu überwinden und die Leistung in den meisten Fällen zu verbessern. Diese Verbesserungen, insbesondere im Bereich der Fehlererkennung und -behebung, zeigen die Vorteile, einen Teil der Kontrolle über das Routing in die Hände der Endsysteme zu legen.