端主机路径选择性能效应的公理化视角

在网络研究的多种背景下，端主机路径选择作为一种设计原则近来重新受到关注。尽管此类路径选择有潜力提升网络的性能与安全性，但存在一个突出的担忧：若以贪婪的、负载自适应的方式选择路径，可能导致网络不稳定（即流体积振荡）。然而，由路径选择引起的不稳定性的程度与影响途径很少被具体化或量化，而这对于讨论端主机路径选择的优劣至关重要。在本工作中，我们定性且定量地研究端主机路径选择对网络各项指标的影响。为获得通用且基础的见解，我们利用近期提出的拥塞控制公理化视角，并将其调整以容纳路径选择与拥塞控制的联合算法，即多路径拥塞控制协议。借助该方法，我们辨识出多路径拥塞控制动态的均衡，并针对网络中重要关注指标（‘公理’）如效率、公平性与丢包避免，对这些均衡进行解析刻画。此外，我们分析相较于无路径选择的场景，通用网络中的这些公理性评级如何变化，从而获得了端主机路径选择性能影响的一种可解释且定量的形式化描述。最后，我们表明在多路径拥塞控制协议设计中存在一个基本权衡：一侧是效率、稳定性与丢包避免，另一侧是公平性与响应性。