Cómo funciona el algoritmo RED paso a paso

RED opera en el momento de enqueue (cuando llega cada paquete al puerto de salida).

No funciona por intervalos periódicos. Se ejecuta con cada paquete entrante.

Cálculo del tamaño promedio de cola (EWMA)

RED no usa el tamaño instantáneo de la cola, sino un promedio suavizado mediante:

$$newavg=(1-wq)\cdot oldavg+wq\cdot current\_queue\_len$$

Donde:

• wq: factor de peso (típicamente 0.002 en RED clásico).

• current_queue_len: tamaño instantáneo.

• oldavg: promedio anterior.

Este modelo es un Exponential Weighted Moving Average (EWMA).

Clave: RED toma decisiones basadas en el promedio, no en picos momentáneos.

Umbrales minth y maxth

RED define dos límites:

• minth (minimum threshold)

• maxth (maximum threshold)

Caso 1: avg ≤ minth

No se descarta ningún paquete.

Caso 2: avg > maxth

Se descartan todos los paquetes entrantes.

Caso 3: minth < avg < maxth

Se calcula una probabilidad de descarte.

Valores clásicos en el paper original:

• minth = 5 paquetes

• maxth = 15 paquetes

Cálculo de la probabilidad de descarte (Pd y Pa)

Primero se calcula:

Pd=maxp⋅(avg−minth)(maxth−minth)Pd = maxp \cdot \frac{(avg – minth)}{(maxth – minth)}Pd=maxp⋅(maxth−minth)(avg−minth)​

Donde:

• maxp: probabilidad máxima (usualmente 0.5 en implementaciones modernas).

• Pd crece linealmente entre minth y maxth.

Sin embargo, para evitar patrones no uniformes de descarte, se ajusta usando:

Pa=Pd1−count⋅PdPa = \frac{Pd}{1 – count \cdot Pd}Pa=1−count⋅PdPd​

Donde:

• count: paquetes encolados desde el último descarte.

Este ajuste mejora la distribución estadística.

Lógica de decisión y número aleatorio

Se genera un número aleatorio R ∈ [0,1].

• Si Pa ≤ R → el paquete se encola.

• Si Pa > R → el paquete se descarta.

Aquí está el corazón probabilístico de RED.

Qué ocurre cuando la cola está inactiva

Problema clásico:

Si no llegan paquetes, el promedio no decae.

Solución:

newavg=(1−wq)m⋅oldavgnewavg = (1 – wq)^m \cdot oldavgnewavg=(1−wq)m⋅oldavg

Donde m depende del tiempo de inactividad y la tasa de transmisión.

Esto evita falsos positivos de congestión.

Parámetros configurables en RED

• wq: sensibilidad del promedio.

• minth: umbral mínimo.

• maxth: umbral máximo.

• maxp: probabilidad máxima.

• Mean packet size: usado en algunos cálculos adaptativos.

La configuración incorrecta puede hacer que RED:

• Sea demasiado agresivo.

• O no actúe a tiempo.