В. Столлингс - Современные компьютерные сети (2-е издание, 2003) (1114681), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Протокол ТСР представляет собой наиболее распространенный транспортный протокол, поддерживающий такие приложения, как передача файлов, электронная почта, доступ к системам с удаленных терминалов. доступ к Паутине, а также приложения клиент-сервер. Протокол ТСР представляет собой сквозной протокол, обращающийся с сетью, как с черным ящиком. У него нет средств непосредственного определения состояния сети, поэтому ему приходится эыясгить состояние сети путем диалога с оконечными системамн'. Две оконечные системы, общающиеся по протоколу ТСР, используют механизм управления потоком с двумя ключевыми характеристиками. Во-первых, приняв данные, получатель посылает отправителю подтверждение, и, во-вторых, каждое подтверждение сопровождается числом, указываюгцим, сколько еще данных готов принять получатель. Такой механизм был разработан для того, чтобы позволить получателю управлять потоком данных от отправителя так, чтобы избежать перегрузки получателя, но тот же самый механизм используется как средство борьбы с перегрузкой в сети.
Если отправителю не удается получить подтверждение Существует нескелвке исключений, такие как служба АВК сети АТМ, сбсужлаелачв в главе 13. 292 Часть ПГ Перегрузка и управление графиком Часть бк Перегрузка и управление графиком 293 в ответ на отправленный сегмент данных в течение определенного периода време ни, он отправляет этот сегмент еще раз. Однако у отправителя нет способа опреде лить, был ли неподтвержденный сегмент данных отвергнут сетью или он просто сильно задержался в пути, но все-таки дошел до адресата. В любом случае отправитель должен снизить скорость передачи, так как потерянный или задержав шийся сегмент данных свидетельствует о наличии перегрузки в сети.
Во втором случае протокол ТСР не должен повторно передавать сегмент, так как зто только увеличит нагрузку на сеть. Таким образом, в любой конфигурации обычной или объединенной сети у оконечной системы есть только грубый инструмент, при помощи которого лго>кно определить наличие перегрузки в сети и должным образом отреагировать. Но с увеличением скорости передачи данных в сети важность борьбы с перегрузкой резко возрастает по двум причинам: + Единственная обратная связь, имеющаяся у отправителя, пользующе>ося протоколом ТСР, опаздывает на время, требующееся для прохождения данных в оба конца. При более высоких скоростях источник успевает передать огромное количество дополнительных битов информации, прежде чем получает ответную информацию.
Таким образом, если возникает перегрузка, то прежде чем отправитель узнает об этом, он успевает существенно ухудшить ситуацию, отправив большой объем данных. + Пики трафика выгюкоскоростных сетей могут быть огромными, особенно если график проявляет самоподобные свойства. В этом случае перегрузка может быстро возникнуть и сохраняться, так что сети придется долго отбрасывать сегменты, прежде чем источники отреагируют на возникновение проблемы. В результате черный ящик грозит превратиться в черную дыру, засасывающую все входящие сегменты, но мало что доставляющую получателям. Для увеличения производительности в высокоскоростных сетях оконечные системы должны регулировать потоки данных, чтобы эффективно расходовать ресурсы, не перетру>кая систему.
Теме перегрузки и борьбы с нею и посвящена часть 1У. + Глава 1О. Борьба с перегрузкой в обычных и объедпненных сетях. Борьба с перегрузкой представляет собой критически важный вопрос разработки коммутируемых компьютерных сетей. Глава 10 начинается с объяснения природы перегрузки в кол>пьютерных сетях, а также важности и сложности борьбы с перегрузкой. Затем мы рассмотрим различные методы, применяемые для борьбы с перегруакой и управления графиком.
В этой главе также обсуждаются общие вопросы борьбы с перегрузкой в традиционных сетях с коммутацией пакетов и методы борьбы с перегрузкой в сетях ретрансляции кадров. + Глава 11. Управление потоком и контроль ошибок на уровне передачи данных. Механизм оценки состояния сети и управления потоком графика, доступный протоколам транспортного уровня, такил> как ТСР, представляет собой механизм скользящего окна.
Этот механизм сходен с тем, что нспольауется в управляющих протоколах уровня передачи данных, например НР?.С. Чтобы прояснить природу этого механизма и его зависимость от таьз>х ключевых факторов, как скорость передачи данных н задержка распространения, лучше всего сначала изучить вопросы управления потоком на уровне передачи данных, где количество переменных меньше. Эта тема обсуждается в главе 11. ° ь 1'лава 12. управление графиком в протоколе ТСР. В главе 12 исследуется управление тр ление графиком на уровне транспортного протокола. Объясняется р та меха або механизма управления потоком протокола ТСР, а также то, как ои используется для борьбы с перегрузкой.
Кроме того, показана неочевидная взаимосвязь протоколов ТСР и АТМ. + Глава 13. УпРавление тРафиком и боРьба с пеРегРУакой в сетЯх АТМ, Осо бенность сетей АТМ заключается в использовании логических соединений (виртуальных каналов и виртуальных путей), а также соглашений о графике, позвГляющнх резервировать сетевые ресурсы для обслуживания индивидуальных соединений. В соглашении о трафике указываются характеристики графика„создаваемого источником в этом соединении, а также запрашиваемое качество обслуживания, которое сеть должна обеспечить данному саединению. На основе ожидаемого типа графика и требуемого качества оослуживания сетевые коммутаторы должны зарезервировать ресурсы и обрабатывать поток ячеек так, чтобы выполнить условия соглашения. Глава 13 начинается с обзора уникальных требований управления графиком ячеек в сетях АТМ, а затем рассматриваются специфические параметры (характеристики графика, параметры качества обслуживания), определяющие соглапгение о трафике.
Следом за эпгм объясняется вся структура, разработанная для управления трафиком АТМ. Далее исследуются методы управления графиком, разработанные для графика, чувствительного к задержкам (например, СВВ и >>ВВ).!-1аконец, обсуждак>тся методы управления графиком АТМ, позволяющие управлять неравномерным графиком. 10.1. Следствия перегрузки 205 Барбара Вийя (Рут Реш)еыс), Ковер Чара Солоиоиа Глава 10 Борьба с перегрузкой в обычных и объединенных сетях На Сенс-Пол болылая солце запрудила плагсрорму.
Она вплела море лпц, на каждом иэ которых отчетливо читалась целеустремленность, страстная настойчивость и непоколебимая решимоссь гюпасгь в згог поезд. Как и ранее, на Норгерн Лайн, опа подумала, что должно быть некое правило, некий закон, не поэволяюспий попасть внутрь болыпему, чем допустимо, числу людей. Кто-го лолжен был появиться и остановись ик. Перегрузка — зто ключевая проблема, которую нужно решать при проектировании компьютерных сетей, таких как сети с коммутацией пакетов, сети ретрансляции кадров и сети АТМ, а также объединенные сети.
В самом деле, борьба с перегрузкой представляет собой одну из центральных тем данной книги. Этой теме посвящен основной материал частей 1Ъ' — Ъ'1, она также затрагивается в части Ъ'П. Перегрузка представляет собой слсокное явление. Столь же непросто и бороться с неи. В двух словах, перегрузка возникает тогда, когда количество пакетов', передаваемых по сети, начинает приближаться к значению допустимой пропускной способности сети. Задача борьбы с перегрузкой состоит в том, чтобы поддерживать количество пакетов в сети ниже уровня, при которолс пропускная способность начинает резко падать.
Чтобы понять вопросы, относящиеся к теме борьбы с перегрузкой, нам нужно рассмотреть некоторые результаты теории очередей. Эта тема детально изучается в главе 7, но основную мысль можно сформулировать кратко. По сушеству, компьютерная или объединенная сеть представляет собой сеть очередей. На каждом узле (коммутаторе компьютерной сети, маршрутизаторе объединенной сети) суШествует очередь пакетов, ожидающих передачи по каждой исходящей линии. ' Вэтойглавем б ы удем использовать термин пакет (рас)сег) а широком смысле, понимая под сгпл~ па кеты в сети с коммутацией пакетов, кадры в сети рсчрансгся|сгси кадров, ячейки в сети Атй вли 1Р- дейтаграммы в обьединенной сети.
Если скорость, с которой пакеты прибывают и становятся в очередь, превышает скорость, с которой пакеты могут передаваться дальше, размер очереди растет неограниченно, а задержка передачи пакета стремится к бесконечности. Даже если скорость поступления пакетов меньше доступной скорости передачи, при приближении скорости поступления пакетов к скорости передачи длина очереди резко увеличивается.
Согласно традиционно применяемому грубому правилу, 00-процентное заполнение очереди считается предупреждением о перегрузке'. Такое увеличение длины очереди означает, что задержка каждого пакета на каждом узле возрастает. Более того, поскольку размер очереди ограничен, в конце концов очередь переполняется. 1О.1. Следствия перегрузки Рассмотрим ситуацию системы очередей на отдельном коммутаторе или маршрутизаторе пакетов (рнс. 10.1). У каждого увла есть несколько присоединенных к нему портов ввода-выводаэ; не менее одного для связи с другими узлами и, возможно, несколько портов, связываюших узел с оконечными системами. На каждом порту пакеты прибывают и убывают. Мы можем считать, что у каждого порта есть по два буфера, один для приема прибывающих пакетов и другой для хранения пакетов, ожидающих отправки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
