19、优化Tor网络拥塞与流量控制的探索

优化Tor网络拥塞与流量控制的探索

1. Tor网络拥塞与流量控制现状

Tor网络在流量控制方面存在一些问题。其基于窗口的流量控制机制，数据以高达500 KiB的大组形式传输，随后会有一段沉默期，等待退出路由器接收SENDME回复，这导致无法始终保持稳定的单元流。同时，为了让路由器对用于传输Tor流量的带宽进行限制，Tor采用了令牌桶速率限制。路由器初始拥有固定数量的令牌，发送或接收单元时令牌数量减少，当令牌数为零时，需等待令牌重新填充才能继续收发。不过，令牌每秒仅填充一次，这在一定程度上导致了Tor的整体延迟。

2. 减少拥塞的替代方案

• 自适应电路构建超时 ：测量电路构建时间，淘汰构建时间过长的电路。其原理是构建缓慢的电路通常拥塞严重，性能较差。但该方法无法缓解电路构建完成后路由器可能出现的拥塞。
• 用户级速率限制 ：通过在入口防护处使用基于连接的令牌桶速率限制，限制过度活跃或进行大量下载的用户，以减少整体带宽消耗。早期实验表明，这能加快小文件下载者（大多数Tor用户）的下载速度，但会影响大量下载者。
• 激励机制 ：为运行快速Tor路由器的用户提供优先服务，以增加可用于中继Tor用户流量的带宽，从而减少拥塞并提高性能。

3. 改进Tor拥塞与流量控制的方案

3.1 改进现有端到端流量控制

• 小固定大小电路窗口 ：在不要求发送方和接收方升级的情况下，最小电路窗口大小为50 Ki