Диссертация (1144013), страница 14
Текст из файла (страница 14)
То же самоепроисходит, если приемник не успевает обработать данные – происходит отбрасываниепоследующих кадров с сообщением для противоположной стороны.Так же можно отправлять одно подтверждение на несколько данных, этоназывается пакетным одобрением. Когда несколько отправленных кадровподтверждается 1 кадром подтверждения. На более высоких уровнях кадры снеправильным номером сохраняются, так как кадры с правильным номером могутзадерживаться в сети.
Но на канальном уровне обычно происходит отбрасываниекадров с неправильными номерами.55Все принципы управления каналом могут пересекаться между собой, в каждомконкретном сетевом контроллере может быть реализован один или несколькопринципов. На сегодняшний день наибольшее распространение получили принципы,которые как можно меньше влияют на пропускную способность и передачу данных содновременным контролем ошибок.В принципе раздельного управления – управление идет по совершенноотдельному механизму, например – по отдельной выделенной линии, которая сообщаетвторому узлу, когда можно и когда нельзя передавать. Основной недостаток данногоподхода в том, что приходится использовать отдельную линию управления потокомданных, однако данный способ является самым быстрым с точки зрения управления.Принцип ожидания строится на том, что передатчик сам вставляет паузыопределенной длины в определенные моменты времени, чтобы принимающая сторонауспела обработать данные.
Делается это по просьбе второй стороны, котораяотправляет специальный символ с просьбой о паузе. Основной недостаток данногоуправления в том, что это снижает пропускную способность узла, так как пауза можетоказаться слишком большой для конкретного варианта работы контроллера.Принцип кредитования основан на отправке специального сообщенияпередающей стороне с указанием количества свободного места под кадры у приемника.Чаще всего – это специальное сообщение, которое сообщает точное число свободногоместа, или это может быть некоторый кадр, который отправляется по мереосвобождения места в буфере противоположной стороны, по которому вторая сторонаувеличивает счетчик на определенное число, которое известно изначально, такимобразом зная сколько данных может быть отправлено. Если неизвестно свободноеместо у приемника – передатчик противоположной стороны не может осуществлятьотправку (Рисунок 20).Рисунок 20.Кредитование данныхПередатчик первой стороны посылает специальный символ, который говорит, чтоM символов в буфере приемника первой стороны свободно и он готов их принять.
Втораясторона, получив данную информацию – посылает M символов, которые принимаютсяпервой стороной. Если первая сторона будет редко информировать об этом(предположим – приемная сторона первой стороны работает медленно), или время56доставки кредитного сообщения велико из-за задержек на линии, скорости обработкиинформации внутри контроллера или задержки распространения сигнала из-за длинылинии связи, то пропускная способность будет снижаться, ввиду того, что разрешениена прием M символов не было прислано.
Можно сказать, что управление потокомнапрямую говорит – какое количество символов одновременно находится в процессепередачи от передатчика одной стороны к приемнику другой. Если это ограничениебудет слабым (то есть число M - большое)– это увеличит пропускную способность, ноувеличит и размеры буферного пространства и увеличит задержки передачи черезсетевой контроллер. Если число M будет небольшим – количество данных, которыебудут передаваться – снизится, что в большинстве случаев привет к падениюпропускной способности, но при этом уменьшит размеры буфера.
Принцип управленияошибками предусматривает отправку как подтверждений передачи, так иподтверждений неправильного приема кадров. Принцип такой отправки заключается втехнологии cохрани и жди (Store and Wait), которая является частным случаемскользящего окна, подразумевающий отправку кадра, сохранение его в буфер иожидание подтверждения или отказа по конкретному данному кадру или группе кадров.В этом случае кадр полностью сохраняется и удаляется из буфера передающегоустройства только после приема подтверждения.Если рассмотреть всю функцию управления канального уровня, то мы видим, чтоот использования того или иного принципа может быть серьезно снижена полезнаяпропускная способность.
Например, в «скользящем окне» очень маленького размерапередатчик все время ожидает подтверждения, снижая полезную пропускнуюспособность канала в 2, а то и 3 раза. Если приемное устройство будет работать сзадержками, то простои при передаче будут увеличиваться постоянно, таким образомзадержки при передаче как кадра, так и подтверждения влияют на пропускнуюспособность канала. На размеры буфера на приемной и передающей стороне такжевлияет функция управления каналом, так как она отвечает на вопрос – когда переданныйкадр можно удалить из передающего буфера. Если размер буфера приема будетслишком маленький – то передатчик не сможет передавать данные, снижая пропускнуюспособность, если же слишком большой – будет повышаться аппаратные затраты притой же полезной пропускной способности.
Как мы видим – функция управления каналомвлияет и на полезную пропускную способность, на аппаратные затраты, задержка же приобработке или передачи кадров подтверждения и самих так же напрямую влияет наполезную пропускную способность канала, так как приемное устройство просто не будетуспевать сообщать противоположной стороне о том, что оно готово к приему данных.Так же необходимо отметить, что символы управления потоком также передаетсяпо тому же каналу связи, что и данные, то есть являются дополнительной нагрузкой насетевой контроллер и таким образом – ограничивает пропускную способность другихданных.57Подводя под общий знаменатель – можно отметить, что символы управленияпотоком передаются от первой стороны ко второй, и они разрешают передачуопределенного количества данных разрешаемого типа. В идеальной ситуации, кактолько все разрешенные символы отправлены – тут же приходит новое разрешение.Если разрешение приходит раньше этого события – система кредитования работает внеоптимальном режиме и, скорее всего, буферное пространство приемникаиспользуется неэффективно.
Если разрешение приходит после этого события – этозначит, что система кредитования неэффективна, и происходит понижение пропускнойспособности. Основными оптимизируемыми параметрами при проектировании сетевогоконтроллера канального уровня будут, таким образом, пропускная способность, времяпрохождения символов через систему канального уровня и размер буферногопространства. При построении модели сетевого контроллера надо учитывать данныеобстоятельства.2.3 Основные положения теории массового обслуживанияРассмотрим сетевой контроллер канального уровня как типичную системумассового обслуживания. Любая система массового обслуживания включает в себяследующие элементы [93]:1)входящий поток требований (или заявок) на обслуживание;2)очередь, обслуживающее устройство, состоящее из приборов (или каналов)обслуживания;3)выходящий поток.
Это поток требований, покидающих систему. заявки этогопотока могут быть обслужены приборами системы и не обслужены.Входящий поток - это общее количество заявок, поданных на обслуживание.Выходящий поток - это поток заявок, покидающих систему массового обслуживания(СМО) после обслуживания. Поток бывает разной интенсивности. В случае с сетевымконтроллером канального уровня – поток заявок от верхнего уровня можнорассматривать как стационарный пуассоновский поток.
Данный поток частоиспользуется для анализа узлов сети, например - исследованиями различныхстандартов Дмитрием Бертсекасом [94]. Данное предположение основано на теоремеДжексона [95], которая утверждает, что в общей сети, даже при наличии петель (то естькак для замкнутой [96], так и разомкнутой системы [97]), каждый узел ведет себя так, какесли бы на его вход поступал пуассоновский поток. В соответствии с вышеозначеннымипрактическими исследованиями в данной области и теоретическим обоснованием дляанализа узлов сети будет использоваться пуассоновский поток.
Промежутки междузаявками выводятся по формуле [98]:() = 1 − , () = (1)где - интенсивность входящего потока. Поток называется пуассоновский так какдля такого потока (∆) вероятность возникновения∆ определяется Пуассоновским законом:заявок за промежуток времени58 (∆) =( ∆ )!∆(2)Поток такого типа называют простейшим. И сумма независимых произвольныхтаких потоков с различными интенсивностями так же будет являться простейшимпотоком. В блоке выбора формируется один поток из нескольких, это свойствопуассоновского потока очень важно, и таким образом=∑ (3)Если обслуживающие каналы (приборы) рассчитаны на простейший поток заявок,то в общем случае их характеристики можно рассчитать, используя аппроксимациюКлейнрока, и результаты данного исследования при другом потоке будут не менееэффективны [99].По признакам, влияющим на функционирование, СМО может принадлежать кодному из типов в соответствии с приводимой классификацией (Рисунок 21).Рисунок 21.
Классификация СМОРассмотрим систему канального уровня как систему СМО. В любую системуканального уровня поступает полезная информация, которая передается через ееструктуру. В качестве полезной информации системы канального уровнярассматривается информация, которая поступает из более высоких уровней ипередается посредством канального уровня и выдается на более высокий уровень илиинформация, которая генерируется на канальном уровне и так же передается на болеевысокий уровень. Данную информацию можно рассматривать как поток заявок, которыегенерируются по определенным законам и являются входным потоком для СМО59сетевого контроллера канального уровня. Необходимо учитывать, что данные потокимогут быть как с одним приоритетом, так и с разными приоритетами обслуживания.В зависимости от типа устройства сетевого контроллера канального уровняразрабатываемая система канального уровня может представляться как СМО сожиданием – при наличии бесконечного физического буфера на входе системы.Основные характеристики, которые можно исследовать с помощью СМО можноразбить на несколько групп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
