Trong kỹ thuật này có hai phương pháp được quan tâm và phát triển, đó là: cải tiến các giao thức điều khiến truyền thông và nâng cao các kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cuc AQM: Active Qu
Trang 1BO GIAO DUC VA DAO TAO DAI HOC HUE
TRUONG DAI HOC KHOA HOC
MAI THÀNH TRUNG
DANH GIA HIEU NANG
CUA MOT SO CAI TIEN CO CHE QUAN LY HANG DOI TICH CUC RED
LUAN VAN THAC SI KHOA HOC
CONG NGHE THONG TIN
Thừa Thiên Huế, 2019
Trang 2
LOI CAM DOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi Tất
cả số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chưa được người khác
công bố trong bất cứ một công trình nghiên cứu nào
Học viên
Trang 42.2.1 Cơ chế hoạt động của V-RED 5 2S 211212212212212212222222 x6 31
2.2.2 Thuật toán của cơ chế V-RED - 1.2 3S S251 111151 1111511218511 215x1x s2 32
2.2.3 Ưu và nhược điểm của cơ chế V-RED - 52 2S1251252122122122121 6 33 2.3 CO CHE QUAN LY HANG DOI DRED (DYNAMIC RANDOM EARLY
DETECTION) 22-52-22 2222122512211211221211211111 2110221212122 re 33
2.3.1 Cơ chế hoạt động của DRED 2252 2S221221221212122122222 e6 34
2.3.2 Thuật toán của cơ chế DRED 1.222 S31 E51151 511151 1121551125551x x52 35
2.3.3 Ưu, nhược điểm của cơ chế DRED 2252 2512122122122122122.22 e6 36 2.4 CO CHE QUAN LY HANG DOI ENRED (ENHANCED RANDOM
EARLY DETECTION) .cssscssssssesssssesseesestesersesesstesetstssretiseretevsseetsinaressesaeeees 37
2.4.1 Co ché hoat động của ENREI - ch nh nhe nrrae 37 2.4.2 Thuật toán của cơ chế ENR.ED 2-2 S231 S51151 155151 8121511525551x x52 38
2.4.3 Ưu, nhược điểm của cơ chế ENRED - 52222 252212212212212212e6 38 2.5 CO CHE QUAN LY HANG DOI T-ENRED (TRIPLE ENHANCED
RANDOM EARLY DETECTION) 22252 22221222211212122122122222222 re 39
2.5.1 Lập luận nhược điểm của cơ chế ENRED - 52222 21221221221212 39 2.5.2 Cơ sở cải tiến công thức 2-5225 12212212212212212122122222 6 40
2.5.3 Thuật toán của cơ chế T-ENR.ED - 5.2221 1121115151 812151 11215511 x52 42
Trang 5DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang Hình 1.1 Hai máy tính kết nối Internet liên lạc với nhau -2-5222z22x22xs2 7
Hình 1.2 Khuôn dạng dữ liệu của TCP Header - cà: St sstirrixssee 8 Hình 1.3 Khuôn dạng dữ liệu của IP Header - cà: srsrirrrkseee 9 Hình 1.4 Mô hình hội tụ các mạng trên nên tảng TCP/IP cSccccce 10
Hình 1.5 Cơ chế hoạt động của ECN - 2 2 222221211212212212222212222 xe 13
Hình 1.6 Mô hình CQS tại nút mạng (ROuf€t) ch srirrirrrresree 15 Hình 1.7 Tiến trình xử lý hàng đợi trong Roufer ©2-22222222222222222222xee2 19 Hình 1.8 Phân loại các cơ chế quản lý hàng đợi tích cực -2-2222222222cs22 24 Hình 2.1 Xác suất loại bỏ gói tin và chiều đài hàng đợi trong RED 28 Hình 3.1 Hình ảnh các kết nối trong kịch bản mô phỏng - 222222222 22z2222 50
Hình 3.2 Biểu đỗ số lượng gói tin bị loại bỏ của cơ chế RED, V-RED, ENRED và
T-ENRED trong trường hợp các kết nối truyễn tải dữ liệu cùng một thời điểm 5 l
Hình 3.3 Biểu đồ độ trễ truyền tải gói tin của cơ chế RED, V-RED, ENRED và T-
ENRED trong trường hợp các kết nối truyền tải dữ liệu cùng một thời điểm 33
Hình 3.4 Biểu đồ mức độ tận dụng băng thông của cơ chế RED, V-RED, ENRED
và T-ENRED trong trường hợp các kết nối truyền tải đữ liệu cùng một thời điểm 54
Hình 3.5 Biểu đồ số lượng gói tin loại bỏ của cơ chế DRED, V-RED, ENRED và
T-ENRED trong trường hợp các kết nối có thời gian truyền tải dữ liệu khác nhau.55
Hình 3.6 Biểu đồ độ trễ truyền tải gói tin của cơ chế DRED, V-RED, ENRED và
T-ENRED trong trường hợp các kết nối có thời gian truyền tải dữ liệu khác nhau.57
Hình 3.7 Biểu đồ mức độ tận dụng băng thông của cơ chế RED, V-RED, ENRED
Trang 6DANH MUC CAC CHU VIET TAT
ARPANET Advanced Research Project Agency Network
AQM Active Queue Management
DRED Dynamic Random Early Detection ENRED Enhanced Random Early Detection
INTERNET Mạng toàn cầu
IP Internet Protocol NS2 Network Simolution 2
NSFNET National Science Foundation Network RED Random Early Detection
Trang 7MO DAU
Internet là một hệ thống kết nối mạng toàn cầu đảm bảo liên thông giữa các hệ thống máy tính và thiết bị trên điện rộng Intemet ngày càng phát triển không chỉ về số lượng kết nối mà còn về sự đa dạng của các lớp ứng dụng Do đó, vấn đề xảy ra tắc nghẽn trên Internet là không thể tránh khỏi Vì vậy, để đảm bảo thông suốt đường truyền, kiểm soát tắc nghẽn tại các nút mạng đóng một vai trò rất quan trọng cho Internet hoạt động hiệu quả và tin cậy đối với người sử dụng
Thông thường có hai phương án để kiểm soát tránh tắc nghẽn là tăng hiệu suất các thiết bị phần cứng và dùng kỹ thuật phần mềm Việc tăng hiệu suất các thiết bị
là cần thiết, nhưng lại khá tốn kém, khó đồng bộ và hiệu quả chưa cao Ngược lại,
dùng kỹ thuật phần mềm để kiểm soát tắc nghẽn đã đem lại hiệu quả rất lớn Trong kỹ thuật này có hai phương pháp được quan tâm và phát triển, đó là: cải tiến các giao thức điều khiến truyền thông và nâng cao các kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cuc (AQM: Active Queue Management) [3] [16] tai cac nút mạng Việc tăng hiệu năng của giao thức TCP thông qua các biến thé đã triển khai trên Internet và đã đem
lại hiệu quả rất lớn Tuy nhiên, do sự đa chuẩn của các loại mạng, sự phong phú các
thiết bị kết nối và sự phức tạp các ứng đụng truyền thông nên điều quan trọng là cần có những cơ chế quản lý hàng đợi tích cực tại các nút mạng đề hỗ trợ điều tiết lưu thông trên mạng, nhằm tránh và giải quyết tắc nghẽn
Quản lý hàng đợi tích cực hoạt động tại các nút điều khiển mạng nhằm kiểm
soát số lượng các gói đữ liệu trong hàng đợi, bằng cách chủ động loại bỏ gói tin đến khi hàng đợi đầy hay thông báo tắc nghẽn khi mạng còn trong thời kỳ “phôi thai” của tắc nghẽn đề điều tiết lưu thông trên mạng Việc ôn định chiều dài của hàng đợi
sẽ làm cho một số thông số hiệu nang cua mang TCP/IP nhu: ty lệ mat goi, hiéu
suất sử đụng đường truyền, trễ trung bình và biến thiên dao động độ trễ trong một phạm vi hợp lý Điều này sẽ vừa không gây sự quá tải đối với thiết bị mạng, vừa đảm bảo không gây tắc nghẽn trên mạng, vừa tạo điều kiện cung cấp và duy trì một
Trang 8Hiện có ba hướng tiếp cận để giải quyết bài toán quản lý hàng đợi tích cực, bao gồm: Quản lý hàng đợi dựa trên chiều dài hàng đợi (tiêu biểu là cơ chế RED) [5] [71 [9] [12] quản lý hàng đợi dựa trên lưu lượng gói tin đến — hay còn gọi là tải
nạp (đại diện là cơ chế BLUE) [8] và quản lý hàng đợi dựa trên sự kết hợp cả chiều
dài hàng đợi và lưu lượng gói tin đến (điển hình là cơ chế REM) [6] [15] Trong
những năm gần đây, nhằm nâng cao hiệu năng của các cơ chế quản lý hàng đợi tích
cực, ngoài ba cơ chế tiêu biểu kể trên, đã có rất nhiều cơ chế khác được công bố
Các công trình này xoay quanh việc cải tiến các cơ chế RED, BLUE và REM Với cơ chế quan ly hang doi dua trên chiều đài hàng đợi, hiện tượng tắc nghẽn
được thể hiện dựa trên độ dài tức thời hoặc độ dài trung binh cua hàng đợi với mục đích của quá trình điều khiển là làm ổn định chiều dải hàng đợi tại nút mạng Cơ chế quản lý hàng đợi tích cực RED là cơ chế được sử dụng phô biến nhất, đại diện
cho nhóm cơ chế quản lý hàng đợi dựa trên chiều dài hàng đợi này Năm 1993, Sally Floyd và cộng sự đã để xuất cơ chế RED [9] để phát hiện sớm tắc nghẽn, RED kiểm soát tắc nghẽn tại nút mạng bằng cách kiểm tra độ dai trung bình hàng
đợi khi các gói tin đến và đưa ra quyết định nhận gói, đánh dấu hoặc loại bỏ gói tin
Tuy nhiên, việc phụ thuộc vào chiều dài hàng đợi trung bình (giá trị chiều dài hàng đợi trung bình thay đổi chậm) trong khi chiều đài hàng đợi, mật độ gói tin luôn thay
đổi liên tục, làm cho khả năng phát hiện tắc nghẽn sớm của cơ chế RED còn chậm
[11] [13] [18]
Từ vấn đề phản ứng còn chậm với tắc nghẽn trong mạng của cơ chế quản lý
hàng đợi tích cực RED do phụ thuộc vào việc giá trị chiều dài hàng đợi trung bình
trong thời gian dài hạn Luận văn
Trang 9tục Ngoài ra, chương này đề xuất một cơng thức tính tốn chiều dài hàng đợi trung bình mới nhằm nâng cao hiệu quả của việc loại bỏ gói tin
Chương 3 Phân tích một số kết quả mô phỏng và đánh giá
Chương này giới thiệu về phần mềm mô phỏng NS2, tiến hành phân tích và so sánh kết quả mô phỏng một số cơ chế quản lý hàng đợi đã giới thiệu ở Chương 2 Kết quả mô phỏng được đánh giá dựa trên cùng các tiêu chí như: tỷ lên mất gói,
hiệu suất sử dụng đường truyén, mức độ sử dụng hàng doi, độ trễ và biến thiên độ
trễ, từ đó đưa ra đánh giá
Cuối cùng là phần kết luận, tóm tắt các nội dung đã tìm hiểu, đánh giá các kết quả đã đạt được của luận văn, đưa ra hướng nghiên cứu mở rộng tiếp theo
Trong quá trình nghiên cứu, do còn hạn chế về khả năng và thời gian thực hiện
nên luận văn không thể tránh khỏi các sai sót Kính mong nhận được sự chỉ bảo của
quý Thây Cô giáo, các nhận xét và góp ý của bạn bè, đồng nghiệp để luận văn được
Trang 10- Dam bao cac gói tin nhận được một cach day đủ và chính xác
Mô hình mạng (hay giao thức) TCP/IP gồm 4 tầng: tầng ứng dụng (Application Layer), tầng giao vận (Transport Layer), tầng liên mạng (Internet Layer) và tầng truy cập mạng (Network Access Layer), thông tin muốn gửi đi được
chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ gọi là gói tin và được truyền tải lần lượt qua các
tầng:
- Tầng ứng dụng: Bao gồm các tiến trình và các ứng dụng, cung cấp cho người dùng các giao điện để sử dụng Internet Trong tầng ứng dụng, các luồng đữ liệu gọi là các Stream Đề truyền dữ liệu giữa 2 máy trên mạng, các Stream tại tang ứng dụng được truyền xuống tầng giao vận
-_ Tầng giao vận: Tại tang giao vận các Stream được chia thành các gói tin và gắn thêm phần đầu (Header) chứa các thông tin của tầng giao vận Các gói tin ở tầng này được gọi là Segment TCP Header chứa các thông tin ở tầng giao vận được trình bày trong Hình 1.2 Trong đó, các thông tin điều khiên của TCP gồm có: công máy gửi (Source Port), cổng máy nhận (Destination Port), số thứ tự gói tin (Sequence Number), thứ tự gói tiếp theo máy nhận cần (Acknowledment Number), kích thước cửa sé gửi (Windows size), kích thước phần đầu của gói tin (Offset), các cờ diéu khién (Flags), kiêm tra lỗi (Checksum) trong quá trình truyền thông Source Port Destination Port Sequence Number Acknowledgment Number
Offset Reserved Flags Windows size Checksum Urgent Pointer
Options Padding
Hình 1.2 Khuôn dạng dữ liệu của TCP Header
Trang 11eas Internet > WiMAX () | @ mesh
Hình 1.4 Mô hình hội tụ các mạng trên nền tảng TCP/IP
Hình 1.4 thể hiện mô hình hội tụ các mạng trên nền tang TCP/IP Dé dam bao
hệ thống ôn định và cung cấp tốt chất lượng dịch vụ mạng cho người dùng, kiểm soát tắc nghẽn trên mạng TCP/IP là một vấn để rất quan trọng và cần thiết
1.2.1 Nguyên nhân gây tắc nghẽn
Khi có nhiều gói tin đến từ nhiều nguồn khác nhau cùng đến nút mạng với một cổng ra giống nhau ở cùng thời điểm thì chỉ có duy nhất một gói tin được chuyển
tiếp đến các nút mạng khác, các gói tin còn lại bị day vào một hàng đợi tại liên kết
đầu ra mà chúng yêu cầu Nếu tốc độ chuyền các gói tin đi khỏi nút mạng nhỏ hơn tốc độ các gói tin đến nút mạng thì sau một thời gian hàng đợi sẽ đầy và xây ra hiện tượng tắc nghẽn
Nguyên nhân gây ra tắc nghẽn bao gồm:
-_ Thời gian chờ xử lý, xếp hàng vào hàng đợi quá lớn Nếu luồng các gói tin từ 3 hay 4 đường vào và tất cả đều cần ra cùng một đường thì hàng đợi sẽ bị đầy (do phải lưu gói tin, phải tạo các bảng định tuyến, ) Nếu khả năng xử lý của các nút yếu hay nói cách khác các CPU (vi xử lý) tại các bộ định tuyến xử lý chậm các yêu cầu sẽ dan đến tắc nghẽn
Trang 12- Bé dém 6 cdc hang doi qua nhd Néu bé nhé khéng du dung lvong dé lu
chung thi mot số gói tin sẽ bị mất Việc tăng dung lượng bộ nhớ đệm lên sẽ có ích,
nhưng nếu bộ định tuyến có lượng nhớ không giới hạn thì sự tắc nghẽn chẳng tốt hơn tí nào mà ngược lại trở nên xấu đi do số bản sao được gửi tăng lên (do thời gian gói tin trong hàng đợi lớn hơn thời gian truyền tải gói tin — được xác định bởi nguồn gửn), làm tăng lượng thông tin ở nơi nhận
- Tang suất lỗi mạng cao và độ trễ lớn Đối với mạng cố định, việc mất gói
tin do lỗi đường truyền hiếm khi xảy ra Mắt gói tin đồng nghĩa với việc xảy ra tắc nghẽn ở các nút (Router) trong mạng Cơ chế điều khiên chống tắc nghẽn của TCP sẽ căn cứ vào sự kiện mất gói và kiểm tra vượt quá thời gian tré (time-out) để xác định tắc nghẽn trong mạng TCP không có khả năng phân biệt giữa mất gói do đường truyền hay mất gói do tắc nghẽn Mỗi khi xảy ra hiện tượng trên, TCP giảm tốc độ đường truyền Điều này sẽ không còn phù hợp trong truyền thông di động vì hiệu suất đường truyền sẽ bị hạ thấp
- Một vấn để khác có tính không đồng nhất giữa mạng di động và mạng cố định là tốc độ đường truyền kênh di động thấp hơn nhiều so với mạng cố định Vì vậy, phần truy cập vô tuyến sẽ luôn là chỗ nghẽn cổ chai đối với một kết nối giữa thuê bao di động và một đầu cuối là mạng cố định Ngoài ra, hiệu ứng băng thông không đối xứng cũng có tác động lớn đến truy cập Internet Băng thông theo hướng từ máy cố định tới máy di động thường lớn hơn nhiều băng thông theo chiều ngược lại Hiệu ứng này làm cho trễ theo hai chiều khác nhau
1.2.2 Nguyên lý điều khiển tắc nghẽn
Nhiều vấn dé trong hệ thống phức tạp như mạng máy tính có thê được xem xét dựa trên quan điểm của lý thuyết điều khiên Phương pháp này chia tất cả các cách kiểm soát tắc nghẽn thành 2 nhóm điều khiển: điều khiển vòng mở và điều khiển vong dong [1]
Nguyên lý điều khiển vòng mở là cố gắng giải quyết vấn đề bằng việc thiết kế tốt về bản chất để chắc chắn không xảy ra sự cố ở điểm đầu tiên Ở một hệ thống
Trang 13- Kỹ thuật kiểm soát tắc nghẽn mạng ở đích nhận: Khi có tắc nghẽn xảy ra, có nghĩa là tải tạm thời lớn hơn lượng gói tin có thể quản lý, cách tốt nhất đề tránh tắc nghẽn xảy ra ở các nút mạng là giảm tải Để giảm tải có thể sử dụng cách phủ
nhận dịch vụ người dùng, hoặc dự đoán mức độ sử dụng dịch vụ của người dùng
- Ky thuật phân phối tài nguyên: Kỹ thuật bao gồm tiến hành lập lịch có sử dụng các mạng vật lý hoặc các nguồn tài nguyên khác trong mạng Kỹ thuật này có quá trình cài đặt và cấu hình phức tạp nhưng nó có khả năng loại trừ tắc nghẽn trong mạng bằng việc khoá các lưu lượng vượt quá khả năng cho phép
- Ky thuat quản lý hàng đợi tại nút mạng: Kỹ thuật này nhằm duy trì số lượng gói tin trong hàng đợi tại nút mạng một cách hợp lý, nhằm tránh trường hợp hàng
đợi bị đầy và làm mất gói tin Quản lý hàng đợi có thê tối thiểu hoá việc mất gói
trong mạng, phòng tránh tắc nghẽn, xử lý các tắc nghẽn xảy ra, cũng như cải thiện
được hiệu năng của mạng
Ngoài ra, để cải thiện hiệu suất, kỹ thuật quản lý hàng đợi tại nút mạng còn
Trang 14tiếp theo qua giao diện đầu ra Khi router nhận thấy có dấu hiệu tắc nghẽn trong
mạng thì các gói tin sẽ có thể bị loại bỏ hoặc đánh dấu trong nó
Một gói tin đến sẽ được chuyên qua 3 lớp: Lớp phân loại, lớp quản lý hàng đợi và lớp lập lịch Trong Hình 1.6, trình bày kiến trúc phân lớp CQS (Classification Queue Scheduler) cua router ` ` 1 1! 1 ' ' 5.5 S g Kin ' ' Phân loại 1 Quan ly hang doi Lập lịch 1 1 1! 1 ' Ì Hàngđợi1 ' 1 ' 1 ' Hàng đợi 2 > 1 1 1 1 ` huyển gói tin đi 1 Hang agi3
Hình 1.6 Mô hình CQS tại nút mang (Router)
Lớp phân loại (Classificafion): Việc truyền trên mạng Internet ngày nay ngày càng phức tạp, do nó phải truyền tải quá nhiều loại lưu lượng với các đặc tính khác nhau, yêu cầu các cách thức truyền tải khác nhau Việc truyền tải lưu lượng,
điều khiển truy nhập và các dịch vụ khác nhau đòi hỏi có sự phân biệt các gói dựa
trên cơ sở đa trường trong tiêu đề của mỗi gói, được gọi là phân loại gói tin Hệ thống mạng sẽ đặt ra các mức ưu tiên cho các gói, các giải thuật quản lý hàng đợi dựa vào mức ưu tiên này để điều khiên mạng khi có tắc nghẽn xảy ra Gói nào có độ ưu tiên cao hơn sẽ được ưu tiên truyền trước, các gói có độ ưu tiên thấp hơn có thể bị loại bỏ khi có tắc nghẽn xây ra
Cơ chế phân loại các gói của một router có ảnh hưởng trực tiếp tới việc phân
chia các loại lớp dịch vụ của lưu lượng IP Trên thực tế thì ngữ cảnh các gói phụ
Trang 15thuộc vào bản thân thông tin chứa trong các gói đồng thời thông tin cấu hình được gửi từ giao điện đến của nó
Việc phân loại gói tin cũng là hình thức của cơ chế truyền gói dựa theo các mức ưu tiên Đề phân loại lớp các dịch vụ chủ yếu dựa vào thông tin bên trong phần header của gói
Việc phân loại gói tin có hiệu lực do được hỗ trợ bởi một số tính năng khác của các dịch vụ mạng Internet: điều khiển truy cập, phân biệt dịch vụ, cân bằng tải, định dạng lưu lượng Mỗi dịch vụ yêu cầu các thiết bị Internet phải phân loại các
gói vào trong các luồng khác nhau và thực hiện các hành động phù hợp với các gói trong các luồng đó Các luồng này được chỉ định bởi một bộ phân loại chứa tập hợp
các luật lệ
Lớp quan ly hang doi (Queue management), bao gồm các hoạt động: Thêm gói tin vào hàng đợi khi hàng đợi chưa đây
Loại bỏ gói tin nếu hàng đợi đã đầy
Xóa bỏ gói tin khi được yêu cầu bởi bộ lập lịch
Thường xuyên theo dõi, kiểm tra mức độ chiếm giữ của hàng đợi
- Danh dấu các gói tin khi hàng đợi chuẩn bi day
Mục đích chính của một hàng đợi trong một bộ định tuyến IP la ổn định/làm dịu sự bùng phát lưu lượng đến, từ đó việc sử dụng mạng có thể đạt mức độ cao
Các gói tin đến sẽ được đưa vào trong hàng đợi cho đến khi hàng đợi đầy Sau đó nếu còn các gói tin mới đến hàng đợi thì chúng sẽ bị loại bỏ Quản lý hàng đợi có các tính năng sau:
- Giảm số lượng các gói tin bị loại bỏ trong hàng đợi: các gói tin thường đi
đến hàng đợi với số lượng lớn và tốc độ không có định Nếu thiết lập một kích
thước hàng đợi cố định thì sẽ không linh hoạt với các loại lưu lượng đến khác nhau:
chăng hạn nếu kích thước của hàng đợi quá nhỏ thì hàng đợi sẽ dễ bị tràn dẫn đến việc loại bỏ gói tin luôn xảy ra, còn nếu đặt kích thước hàng đợi quá lớn sẽ gây lãng
Trang 16hàng đợi càng lớn, làm giảm chất lượng dịch vụ và nếu có quá nhiều đợt lưu lượng
lớn đến liên tiếp thì kích thước hàng đợi sẽ không đủ lớn để giữ được tất cả các lưu
lượng này, đo vậy dễ gây ra tắc nghẽn Một giải pháp tối ưu để giải quyết tắc nghẽn là thông báo cho các thực thể gửi của các luồng TCP tại thời điểm bắt đầu xây ra tắc nghẽn bằng cách loại bỏ sớm gói tin, như vậy trạm nguồn nhận biết thông qua sự
kiện bị “time out”, hoặc nhận được thông báo “duplicate K” và trạm nguồn giảm
tốc độ gửi gói tin vào mạng Xác suất loại bỏ gói tin sớm phụ thuộc vào kích thước trung bình hàng đợi và hai ngưỡng minw, maxu Do đó, trong trường hợp tắc nghẽn thì giảm tải lưu lượng TCP trong mạng mà khơng đồng bộ tồn luồng Đây chính là giải pháp của thuật toán RED
Cơ chế quản lý hàng đợi tích cực RED (Random Early Detection) lần đầu tiên được Sally Floyd và Van Jacobson đề xuất [9] cho chức năng quản lý hàng đợi tích
cực, sau đó nó được chuẩn hoá lại theo yêu cầu của IETE [7] RED có khả năng
chống hiện tượng đồng bộ toàn cục trên toàn thể các luồng TCP, duy trì khả năng lưu lượng truyền tải cao cũng như độ trễ thấp cùng với cách đối xử công bằng qua đa kết nối TCP Một trong những lý do làm cho tỷ lệ mất gói tin cao là do thiếu cơ chế kiểm soát và điều khiến luồng Để sớm phát hiện tắc nghẽn và hỗ trợ báo tắc nghẽn cho trạm nguồn, tổ chức chuẩn IETEF khuyến cáo sử đụng cơ chế quản lý
hàng đợi tích cực RED tại các bộ định tuyến trên mạng Internet
RED được thiết kế để tránh tắc nghẽn hơn là giải quyết nó, đo đó RED được sử dụng để phát hiện ra tắc nghẽn ngay khi nó mới bắt đầu hình thành để duy trì mạng trong miền độ trễ thấp và thông lượng cao Đồng thời, RED cũng giúp tránh
đồng bộ toàn cục, khi có dấu hiệu tắc nghẽn xảy ra trong mạng, thiết bị định tuyến
sẽ phải quyết định xem kết nối nào để gửi thông báo phản hồi Bằng việc phát hiện sớm tắc nghẽn và chỉ thông báo cho các kết nối khi cần thiết do đó tránh được hiện tượng đồng bộ toàn thê luồng TCP