В. Столлингс - Современные компьютерные сети (2-е издание, 2003) (1114681), страница 88
Текст из файла (страница 88)
О сходных результатах сообщается в [80]. Комбинация алгоритма раннего отбрасывания пакетов н механизма борьбы с пере Ре;„узкой протокола ТСР, как южется, обеспечивает хороший уровень пропуск- но сп й способности для среднего ТСР-соединения. Алгоритм раннего отбрасывания па кето акетов ориентирован на краткосрочные действия, заключающиеся в мгновенной реакции в случае опасности перегрузки. Действия алгоритма дополняются долгосрочной о рочной ориентацией протокола ТСР, реагируюп1его на потерю пакетов резким сн нижением скорости передачи и медленным ее восстановлением. Алгоритм ЕР0 со справедливым выделением буфера Несмотря на эффективность алгоритма раннего отбрасывания пакетов, остается еще одна серьезная проблема — справедливость. Активируясь, механизм ЕР0 выбирает первый попавшийся полный пакет и отбрасывает его.
При этом не учитывается„по которому виртуальному каналу (а следовательно, по которому ТСР- соединению) переносится этот пакет. Можно предположить, что все ТСР-соединения будут затронуты в равной мере. Олнако в ряде исследований (например, [80], [98]) отмечается несправедливое обращение алгоритма ЕРО с ТСР-соединениями. Для атого есть несколько очевидных причин. Во-первых, обнаруживается, что алгоритм раннего отбрасывания пакетов чаще отбрасывает короткие, чем длинные 1Р-дейтаграммы.
Когда АТМ-коммутатор начинает искать начало пакета, чтобы отбросить его и освободить буфер, с большей вероятностью он находит начало одного из более мелких пакетов, и может случиться так, что ему никогда не придется отбрасывать ячейки соединений с пакетами больших размеров. Кроме того, алгоритм раннего отбрасывания пакетов хуже относится к соединениям, проходящим через множество перегруженных коммутаторов, потому что пакеты в этих соелинениях чаще требуют его вмешательства Предложенное усовершенствование алгоргпыа ЕРО для достижения большей справедливости называется методом справедливого выделения буфера (Ра[г Во((ег АИосас[оп, РВА).
О благоприятных результатах использования алгоритма ЕР() совместно с методом РВА сообщается в [80] и [98]. Метод справедливого выделения буфера работает следующим образом. Когда начинает работать алгоритм раннего отбрасывания пакетов, коммутатор выбирает пакет из того виртуального канала„который использует большую, чем остальные виртуальные каналы„часть буфера, Чтобы объяснить работу алгоритма справедливого выделения буфера, определим следующие параметры для данного АТМ-коммутатора (рис.
12.16): +  — емкость буфера коммутатора, в ячейках; + )! — пороговое значение, запускающее механизм отбрасывания ячеек, < + И вЂ” текущее количество ячеек в буфере, !м'< В; + !м(1) — текущее количество ячеек 1-го виртуального канала в буфере; + Р— количество активных виртуальных каналов, то есть количество вирту- альных каналов, у которых есть хотя бы одна ячейка в буфере. Выполняется следующее соотношение: А' = ~Л(1). !! 394 Глава 12. Управление графиком в протоколе ТСР 12.3. Производительность протокола ТСР в сетях АТМ 393 ячейки, которые могуг быть отброшены Занятая часть буфера Ячейки не отбрвсывеютсн Рнс.
12.16. Схема буфера АТМ-коммутатора для алгоРитма выборочного отбрасывания н спрвведлнвого выделения буфера Нам будет проще понять механизм справедливого выделения буфера, если мы сначала рассмотрим более простую схему, называемую выборочным отбрасыванием и предложенную в [981. Если через коммутатор проходят Р активных виртуальных каналов, а в буферах коммутатора в данный момент хранятся Аг ячеек, тогда выделение буфера будет справедливым, если для каждого виртуального канала будет буферизироваться одинаковое количество ячеек.
То есть, в идеале, для каждого активного виртуального канала должно буферизироваться Аг/у' ячеек. Для каждого виртуального канала мы можем сосчитать вес Н'(1) как отношение фактического количества буферизированных ячеек к идеальному количеству: Аг(г) Аг(1) 1' Аг уг Ъ' Аг Например, если число активных виртуальных каналов Р= 10, но виртуалыюму каналу тгС 1 принадлежит одна пятая всех буфернзированных ячеек (Аг(г)/А'= 0 2), тогда вес виртуального канала УС 1 равен двум. Любое значение веса, большее единицы, означает, что данный виртуальный канал владеет непропорционально большой долей ресурсов буфера.
Правило еьгборочного отбрасывания (зе1есПуе г1гор) основано на следующем условии: (Аг > В) И Н'(г) > 7. (12.9) Если занятый обьем буфера превышает пороговое значение, тогда следуюшнй входящий пакет по виртуальному каналу тгС г отбрасывается, если Щ) превышает параметр У. В 1981 сообщается об экспериментах, в которых были получены хорошие результаты для значений 2, несколько меньших единицы. Были сделаны следующие выводы: + Метод выборочного отбрасывания позволяет добиться более справедливого отношения к виртуальным каналам по сравнению с простым алгоритмом ЕРХ).
Отбрасывание пакета вынуждает соответствующее ТСР- соединение откатываться назад и уменьшать размер окна. В то же время буферные ресурсы АТМ высвобовкдаются, а другие ТСР-соединения получают возможность увеличить размеры своих окон и пропускную способность. Таким образом, метод выборочного отбрасывания работает вместе с алгоритмом борьбгв с перегрузкой протокола ТСР, позволяя балансироватьнагрузку. Таблица 12.2.
Производительность протокола ТСР поверх службы 0ВЯ ЕРГГ Выборочное РВА отбрасывание КонФигурация Чнопо источников Размер буфера, йВЯ количество ячеек Пропускная способность Локальная сеть 5 Локальная сеть 5 0,88 0,84 0,92 0,91 0,85 0,95 0,95 0,92 0,81 0,95 0,96 0,95 0,49 0,75 0,68 0,85 0,72 0,90 0,55 0,76 0,81 0,82 0,91 0,94 0,90 0,90 0,9! 0.92 0,81 0,81 0,92 0,94 0,91 0,94 0,96 0,96 1ООО 2000 3000 1000 2000 3000 12000 24 000 36 000 12 000 24 000 36 000 0,21 0,32 0,47 0,22 0,49 0,41 0,86 0,90 0,91 0,96 0,94 0,92 Локальная сеть 5 Локальная сеть 15 Локальная сеть 15 Локальная сеть 15 Глобальная сеть 5 Глобальная сеть 5 Глобальная сеть 5 Глобальная сеть 15 Глобальная сеть 15 Глобальная сеть 15 + При увеличении размера буфера АТМ-коммутатора увеличивается справедливость и общая пропускная способность. + Справедливость снижается при увеличении количества источников.
Оба алгоритма раннего и выборочного отбрасывания пакетов начинают отбрасывать пакеты при достижении фиксированного порогового значения. Алгоритм справедливого выделения буфера с ростом перегрузки начинает применять более агрессивную политику. Правило РВА основано на следующем условии(Аг > В) И 'н'(1) > 7. ~ ГВ-81 Аг - В (12.10) Как и в случае выборочного отбрасывания (см. формулу (12.9)), метод справедливого выделения буфера отбрасывает пакет виртуального канала 1гС 1 при выполнении приведенного выше условия. В случае лгетода справедливого выделения буфера йг(г) сравнивается с величиной, уменьшающейся с ростом перегрузки.
Если считать последние ( — В) буферных гнезд для ячеек зоной безопасности, тогда чем большая часть зоны безопасности будет занята, тем с меньшей величиной будет сравниваться значение )у(г). При увеличении перегрузки коммутатор начинает терять пакеты, принадлежащие все большему числу виртуальных каналов, кроме тех, у которых в буфере хранится мало ячеек. В табл. 12 2, основанной на данных из 198], сравниваются простая служба ()ВВ, метод ЕР(), алгоритм выборочного отбрасывания пакетов и метод РВА.
Результаты основаны на моделировании конфигурации сети, состоящей из 10 ТСР-источников, потоки данных которых проходят через те же самые два АТМ-коммутатора. Каждый источник посылает максимально разрешенное количество данных в виде 512-байтовых сегментов по одному ТСР-соединению.
Значение сквозной задержки равно 15 лгкс для конфигурации локальной сети и 15 мс для глобальной сети. 396 Глава 12. управление графиком в протоколе ТСР 12.3. Производительность протокола ТСР в сетях АТМ З97 Таблица 12.2 (продолжение! КонфигурацИя Число РазмеР буфера, цВВ источников количество ячеек ЕРЮ Выборочное РВА отбрасывание В верхней части таблицы приводится сравнение значений пропускной способности. Суммарная нормализованная пропускная способность вычисляется так: ~~ х, Пропускная способность = — '.
$г М Здесь: + х; — пропускная способность гьго ТСР-источника; + г' — количество ТСР-источников (равно количеству виртуальных каналов); + М вЂ” максимальная возможная пропускная способность ТСР. Как видно из таблицы, метод РВА совсем ненамного лучше, чем алгоритм выборочного отбрасывания пакетов. В нижней части таблицы приведены значения коэффициента справедливости, вычисляемого по следующей формуле: (~~»,хс) Справедливость = 1».~(х, ) Это нормализованная дисперсия значений хь Как видно из таблицы, метод выборочного отбрасывания значительно лучше, чем метод раннего отбрасывания пакетов (ЕРП), а метод справедливого распределения буфера (РВА) лишь ненамного лучше метода выборочного отбрасывания. ТСР поверх АВй Как было показано, путем несложной настройки коммутирующих механизмов можно достичь хорошей производительности при работе протокола ТСР поверх службы ПВК.
Эти результаты снижают потребность в более сложной и более дорогостоящей службе АВК. Однако на сегодняшний день только служба АВК Козффицизнтслразздлиаости Локальная сеть 5 Локальная сеть 5 Локальная сеть 5 Локальная сеть 15 Локальная сеть 15 Локальная сеть 15 Глобальная сеть 5 Глобальная сеть 5 Глобальная сеть 5 0»облавная сеть 15 Глобальная сеть 15 Глобальная сеть 15 1000 2000 3000 1000 2000 ЗООО 12 000 24 000 36 ООО 12 000 24 000 36 000 0,68 0,90 0,97 0,31 0,59 О,80 0,75 0,83 0,86 0,67 0,82 0,77 0,57 0,99 0,98 0,96 0,84 0,99 0,58 0,78 0,87 0,98 0,78 0,94 0,94 0,95 0,99 0,99 1 1 0,93 0,91 0,92 0,97 0,91 0,89 0,98 0.98 0,97 0.97 0,96 0,93 0,94 1 1 0,97 0,98 0,97 полностью определена АТМ-форумом и с большой вероятностью будет реализовываться производителями АТМ-коммутаторов.
Соответственно, стоит изучить производительность использования протокола ТСР поверх службы АВК, Оценка производительности работы протокола ТСР поверх службы АВК еще сложнее, чем случай ТСР-ПВК, и общие выводы трудно сформулировать. В данном подразделе мы обсудим некоторые вопросы разработки и результаты трех недавних исследований. Влияние службы АВЙ на потоки ТОР Как уже обсуждалось в главе 5, служба А В К представляет собой протокол, информирующий источник о доступных для него сетевых ресурсах (более подробно об этом будет рассказываться в главе 13).
Для каждого виртуального канала, пользующегося службой АВК, вначале устанавливаются минимальная скорость ячеек (Мпшшпп Се1! Касс, МСК) и пиковая скорость ячеек (Реа1с Се11 Касе, РСК). Механизм АВК предоставляет источнику объем ресурсов, обеспечивающий, по меньшей мере, скорость МСК, а также дополнительный объем из ресурсов, совместно используемых активными АВК-соединениями. При увеличении нагрузки в сети все меньше ресурсов доступно отдельным виртуальным каналам, а следовательно, отдельным ТСР-соединениям.
Алгоритм управления потоком АВК может работать в двух режимах: двоичном режиме и режиме явного указания скорости. В двоичном режиме коммутатор сигнализируег источнику о начале или конце перегрузки. При этом источник может изменить скорость передачи данных в большую или меныпую сторону.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
