Explicit Congestion Notification

Explicit Congestion Notification (ECN) ist eine Erweiterung der beiden Netzwerkprotokolle Internet Protocol (IP) und Transmission Control Protocol (TCP) zur Überlastkontrolle. Es wurde im Jahr 2001 als Request for Comments im Status eines vorgeschlagenen Standards veröffentlicht.[1] Mittels ECN kann ein Router durch das Setzen eines Bits im IP-Header eine drohende Überlast mitteilen. Im IP-Header verwendet ECN zwei Bits aus dem ehemaligen TOS-Byte. Im TCP-Header werden zwei Bits aus einem 6-bit breiten Block verwendet, der für zukünftige Verwendung reserviert ist.

Sind alle Router auf dem Weg zwischen Quelle und Senke ECN-fähig, lässt sich mit diesem Verfahren die Anzahl der wegen Überlast verworfenen Pakete reduzieren, indem die Senke die vom Router angezeigte Überlastgefahr der Quelle zurückmeldet, woraufhin diese die Datenrate reduziert.

Kompatibilität

Wer ECN einsetzt, sollte sich bewusst sein, dass manche Administratoren die geänderte Semantik des TOS-Bytes durch den RFC 3168[1] im September 2001 noch nicht realisiert haben. Auch gehen Router und Firewalls selbst namhafter Unternehmen teilweise unvorhersehbar mit den ECN-Bits um. Es besteht daher die Gefahr, dass eine Verbindung mit eingeschaltetem ECN nicht zustande kommt.

ECN kann nur genutzt werden, wenn beide Hosts ihre Bereitschaft dazu erklären. Das Verfahren verwendet ein ECN-Bit, um (explizit) den Stau anzuzeigen, statt die Pakete vom Netzwerk-Scheduler mit RED-Algorithmus nur zu verwerfen. Die sendende Station kann daraufhin ihren Datenstrom bewusst drosseln. Durch die dedizierte Information (ECN-Bit) wird die Leitungsqualität nicht künstlich verschlechtert, wie es bei RED der Fall ist, allerdings beherrschen nicht alle Netzwerkteilnehmer das ECN-Verfahren und verwerfen daher Pakete, die das ECN-Bit gesetzt haben. Da das korrekte Verhalten für den Fall von nicht-ECN-fähigen Komponenten das Ignorieren des ECN-Bits wäre, arbeiten diese Geräte nicht standardkonform.

QUIC

Das Transportprotokoll QUIC führt eine Staukontrolle durch und kann für diesen Zweck die ECN-Markierung aus dem IP-Header als Überlastsignal interpretieren.[2]

Alternative

Ein ähnliches Verfahren ist das DEC-Bit.

Einzelnachweise

  1. ↑ a b RFC: 3168 – The Addition of Explicit Congestion Notification (ECN) to IP. September 2001 (englisch).
  2. ↑ RFC: 9002 – QUIC Loss Detection and Congestion Control. Mai 2021, Abschnitt 7.1 (englisch).

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