В. Столлингс - Современные компьютерные сети (2-е издание, 2003) (1114681), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Поэтому ТСР-сушности не могут с удничать для поддержания определенного уровня суммарного потока, а, напротив, склонны к эгоистичной конкуренции за поступи гупные ресурсы. Что касается не требующего соединения 1Р-окружения, сообшение Боцгсе ОцепсЬ (гашение источника) протокола 1СМР (1пгегпег Сопгго1 Меззаяе Ргогосо1 — прото- кол управления сообшениями в объединенных сетях) предостанляет грубый инст- румент ограничения потока источника, но само по себе не является эффективным средством борьбы с перегрузкой. Протокол КБЪ'Р (йезопгсе гебегЪ'аг)оп Ргогосо!— протокол резервирования ресурсов), описываемый в главе 17, может в будущем помочь в борьбе с перегрузкой, но до его широкого применения еше очень далеко.
Единственный инструмент протокола ТСР, имеющий отношение к борьбе с пе- регрузкои, — это механизм управления потоком и контроля ошибок при помощи скользящего окна. Хо тя этот механизм разработан для управления сквозным графиком, было придумано несколько искусных технических приемов, делающих возможным его применение для обнаружения и предотврипения перегрузки, а также для восстановления в случае, если перегрузка возникла. В этом разделе рассмат- риваются некого ые из н р . аиболее важных и широко распространенных механиз- мов. Мы начнем с обе уждения взаимосвязи между управлением потоком и конт- ролем ошибок н ТСР.
Управление потоком и контроль ошибок в ТСР В протоколе управления каналом передачи данных метод скользящего окна предоставляет получателю возможность ограничения скорости передачи данных отправителя. Пол атель б ет п уч уд подтверждать кадры и расширять окно, только если у него есть достаточное количество свободного буферного пространства.
Тот же 12.2. Борьба с перегрузкой в ТСР 367 сдерживающий эффект получатель может оказывать на отправителя в протоколе ТСР. Скорость, с которой ТСР-сушность может передавать данные, определяется скоростью, с которой поступают подтверждения для предыдущих сегментов с новыми кредитами. Однако в случае протокола ТСР скорость поступления подтвернгдений определяется узким местом на пути между источником и приемником, и этим узким местом может быть либо получатель, либо объединенная сеть. Рисунок 12.6, а, основанный на рисунке„опубликованном в 1121], иллюстрирует случай, в котором узкое место находится где-то в объединенной сети, Конфигурацию можно представить себе в виде трубы (канала), соединяющей источник и приемник. Диаметр трубы пропорционален скорости передачи данных. Источник и приемник подключены к высокоскоростным сетям и могут работать на высоких скоростях.
Более узкий центральный участок трубы представляет канал связи, работающий с меньшими скоростями и являюшийся уаким местом. Каждый сегмент показан в виде прямоугольника,чья площадь пропорциональна количеству битов в нем. Таким образом, когда сегмент сжимается, протискиваясь через узкое место трубы, он удлиняегся во времени. Время РЪ представляет собой минимальное расстояние между сегментами в самом медленном канале. Когда сегменты прибывают к пункту назначения, это расстояние сохраняется несмотря на то, что скорость передачи данных увеличивается. Соответственно, расстояние между сегментами у получателя Рг равно РЬ. Если получатель подтверждает получение сегментов сразу, как только они прибывают, тогда скорость сегментов АСК, покидающих получателя, определяется интервалами между поступающими сегментами, поэтому Аг = Рг.
Наконец, если интервал времени РЬ достаточно велик для сегмента данных, он будет достаточно велик для сегмеггга подтверждения, так что АЬ = Аг. Возвращающиеся от получателя подтверждения действуют как сигналы, задающие скорость передачи сегментов. При установившемся режиме после начального всплеска скорость сегментов отправителя будет соответствовать скорости поступления подтверждений. То есть скорость сегментон отправителя равна скорости сегментов на самом медленном участке пути следования сегмегггов. Таким образом, протокол ТСР автоматически чувствует узкое место сети и соответствующим образом регулирует поток в ней.
Такой режим работы протокола ТСР называют салошнхроиизирующимся (зе11-с1осЫпп). Самосинхронизапия работает так же хорошо при возникновении узкого места у получателя. Предположим, что получатель может принимать сегменты данного соединения только медленно, что может быть вызвано большой загруженностью компьютера другими входящими соединениями или обработкой других данных.
Этот случай показан на рис. 12.6, б. Здесь предполагается, что пропускная способность саьюго медленного канала сети относительно велика, около половины от скорости передачи данных источника, но <труба» около получателя узкая. В этом случае подтверждения будут генериронаться со скоростью, равной скорости, с которой получатель может принимать сегменты данных, а поток подтверждений определяет скорость передачи данных отправителя. Таким образом, сегменты прибы вают именно с той скоростью, которую может выдержать получатель. Рисунок 12.6 иллюстрирует один важный момент. У источника нет способа определить, чье состояние отражает скорость получаемых им подтверждений,— состояние объединенной сети (борьба с перегрузкой) или состояние получателя 12.2.
Борьба о перегрузкой в ТСР З69 Отправитель Получатель Сегменты Физические узкие места егменгы данных Сегменты Отправитель Попучатепь Рно. 12.Е. Пошаговое продвижение ТСР-сегментов 366 Глава 12. Управление графиком в протоколе ТСР (управление потоком). Если подтверждения прибывают относительно медленн енно, из-за перегрузки сети источнику, возможно, следует передавать сегменты еше ме мед- леннее чем та скорость с то птрой он полу ~ает подтверхгдения, ттсбь1 гюмочь у ранить перегрузку.
С другой стороны, если низкая скорость поступления подта зкдений вызвана желанием получателя, управляющего потоком, тогда отправите телю следует придерживаться данной скорости, Узкое место на пути между отправителем и получателем может возникнуть в самых разных местах, а также может быть логическим или физическим. Рисунок 12.7 иллюстрирует эти варианты. В данном примере, если отправитель выделяет одному ТСР-соединенню всю пропускную способность локальной сети, тогда оно обладает потенциальной пропускной способностью в 10 Мбит/с.
В этом случае каналы с пропускной способностью в 1,5 Мбит/с между каждым маршрутизатором и промежуточной объединенной сетью становятся узкими местами. Это физическое узкое место, и как только сеть выходит па установившийся режим, протокол ТСР может эффективно использовать доступную пропускную способносп . Олнако чаще узкое место бывает логическим, вызванным очередями на маршрутизаторе сетевом коммутаторе или у получателя. Подобные вызванные очередяьш задерж- ~ ки изменяются вместе с изменением суммарной нагрузки, в результате оказыва- ется трудно достичь потока установившегося режима. Рмо.
12.7. Контекст управления потоком н борьбы о перегрузкой протокола ТСР Отклонения значений задержки, присущие объединенным 1Р-сетям, являются серьезной проблемой прп разработке политик потоков для ТСР-источников. Если ТСР-потоки слишком медленны, тогда объединенная сеть загружена недостаточно, а пропускная способность оказывается излишне низкой. Если один или несколько ТСР-источников неумеренно расходуют ресурсы, тогда остальные ТСР- потоки будут переполнены. Если многие ТСР-источцики неумеренно расходуют ресурсы, тогда сегменты будут теряться при переносе, в результате потребуется их повторная передача, либо подтверждения будут прибывать с очень большим опозданием, вследствие чего у отправителей будет истекать время ожидания и они будут повторно передавать сегменты, не требующие повторной передачи.
Более того, подобные повторные передачи могут оказать аффект положительной обратной связи. Чем больше сегментов передается повторно, тем сильнее становится перегруака, в результате в сети возрастают задержки и количество потерянных сегментов. Все это приводит к увеличению количества повторных передач, усугубляющих проблему. Хотя механизм скользящего окна ТСР был разработан для сквозного управления потоком, он должен использоваться и для борьбы с перегрузкой.
С момента опубликования рекомендаций КРС 793 был реализован ряд методов, цель которых заключалась в улучшении характеристик борьбы с перегрузкой протокола ТСР. В табл. 12.1 перечислены некоторые из наиболее популярных методов. Ни один из них не расширяет оригинальный стандарт ТСР и не противоречит этому стандарту. Напротив, они представляют реализацию политик, входяп!их в спецификацию ТСР. В таблице указано, которые из этих методов рекомендованы стандартом КРС 1122 и/или реализованы в популярной версии операционнон системы ПХ1Х, разработаштой в университете Беркли. Две следующих одна за другой версии кода Вегйе!еу ТСР, называемые ТаЬое и крепо, часто упоминаются ~й в литературе, посвященной различным методам борьбы с перегрузкой на уровне протокола ТСР.
370 Глава 12. Управление графиком в протоколе ТСР 12,2 Борьба с перегрузкой в ТСР 371 Таблица 12.! . Реализация средств борьбы с перегрузкой ТСР Оценка изменчивости НТТ Зкспоиемциальиый откат НТО Алгоритм Кариа Затяжной пуск Динамическое изменение размера окна при перегрузке Быстрая повторная передача Быстров восстановление Управление повторными передачами при помощи таймера Первые три метода, которые мы изучим, относятся к вычислению тайм-аута повторной передачи (КТО). Значение этого тайм-аута может оказать решающее действие на реакцию протокола ТСР на возникновение перегрузки. Этими методами являются: + оценка изменчивости КТТ; + экспоненциальный откат КТО; + алгоритм Кариа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
