tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 122
Текст из файла (страница 122)
Такая неявная форма обратной связи может применяться только тогда, когда источник знает, что на потерю пакетов надо реагировать снижением скорости передачи. В беспроводных сетях, где большинство испорченных и потерянных пакетов обязано своим исчезновением шуму в эфире, такой подход не годится. Борьба с флуктуациями Для таких приложений как аудио- и видеопередача, не так уж важно, 20 или 30 мс занимает доставка пакетов, до тех пор, пока время доставки постоянно.
Колебание (то есть, среднеквадратичное отклонение) времени доставки пакетов называется флуктувцией. Если одни пакеты будут доставляться за 20 мс, а другие — за 30 мс, Алгоритмы борьбы с перегрузкой 457 изображение или звук начнет дрожать. В этом случае говорят о наличии сильных флуктуаций. На рис.
5.26 изображены примеры флуктуаций. Внутри системы, с другой стороны, может существовать договоренность о том, что 99% пакетов должны быть доставлены с задержкой в диапазоне от 24,5 до 25,5 мс, и качество при этом будет вполне приемлемым. Выбранный диапазон должен быть, конечно, выполнимым. При вычислении времени задержки необходимо принимать во внимание время передачи по каналу со скоростью света, минимальную задержку при прохождении маршрутизаторов, а также некоторые другие неизбежные задержки.
и с сг Задержка Задержка — е. Минииальнал задержка (иэ-эа скорости сеато) Рис. 6.26. Сильные флуктуации (а); слабые флуктуации (б) Для ограничения флуктуаций должно быть вычислено ожидаемое время пересылки по каждому транзитному участку пути. Получив пакет, маршрутизатор проверяет, насколько пакет опаздывает или опережает график. Эта информация хранится в кахгдом пакете и обнонляется каждым маршрутизатором, Если пакет приходит с опережением графика, он удерживается в течение требуемого интервала времени.
Если же пакет запаздывает, маршрутизатор пытается отправить его дальше как можно быстрее. В самом деле, алгоритм, определяющий, какие из пакетов отправить первыми по выходной линии, всегда может выбрать пакет, сильнее всего отстающий от расписания. При этом пакеты, опережающие график, замедляются, а опаздывающие пропускаются в первую очередь, что в обоих случаях уменьшает флуктуации времени доставки пакетов. В некоторых приложениях, таких как видео по требованию, флуктуации могут быть снижены путем сохранения пакетов в буфере приемника с их последующей выдачей для отображения.
При этом сеть не обязана работать в реальном масштабе времени. Тем не менее, в приложениях, которые должны обеспечивать межпользовательское взаимодействие в реальном времени (например, в интернет-телефонии нли видеоконференциях), задержка, связанная с буферизацией, совершенно недопустима. 466 Глава б. Сетевой уровень Борьба с перегрузками представляет собой область активных исследований. Текущее положение дел отражено в книге (беугоз и др., 2001).
Качество обслуживания Методы, рассмотренные нами ранее, направлены на уменьшение перегрузок и повышение производительности в сетях передачи данных. Однако с ростом доли мультимедийной информации таких специализированных параметров оказывается недостаточно. Необходимо предпринимать серьезные попытки обеспечения гарантированного качества обслуживания сетей и улучшения протоколов. В следующих разделах мы продолжим изучение параметров производительности сетей, но больший упор сделаем на методах обеспечения высокого качества обслуживания, соответствующего требованиям конкретных приложений.
Для начала следует отметить, что многие идеи пока еще не приобрели законченный вид и со временем могут измениться. Требования Последовательность пакетов, передающихся от источника к приемнику, называется потоком. При этом в сетях, ориентированных на соединение, все пакеты потока следуют по одному и тому же маршруту, а в сетях без установления соединения они могут идти разными путями. Каждому потоку требуются определенные условия, которые можно охарактеризовать следующими четырьмя основными параметрами: надежность, задержка, флуктуация и пропускная способность. Все вместе они формируют то, что называется качеством обслуживания (ЯоЯ вЂ” Яиайгу оЫегу)се), необходимым потоку.
Некоторые общие приложения особенно строго подходят к вопросу качества обслуживания, как показано в табл. 5.3. Таблица В.З. Строгие требования некоторых приложений к качеству обслуживания Приложение Надежнооть Задержка Флуктуации Пропуокная способность Высокая Высокая Высокая Высокая Низкая Низкая Средняя Средняя Низкая Средняя Высокая Низкая Низкая Низкая Низкая Высокая Первые четыре приложения предъявляют высокие требования к надежности. Некорректная доставка битов должна быть исключена.
Обычно зто достигается подсчетом контрольной суммы для каждого пакета и ее проверкой у получателя. Электронная почта Передача файлов Веб-доступ удаленный доступ Аудио по заказу Видео по заказу Телефония Видеоконференции Низкая Низкая Средняя Средняя Низкая Низкая Высокая Высокая Слабые Слабые Слабые Средние Сильные Сильные Сильные Сильные Качество обслуживания 469 Если пакет во время передачи был испорчен, подтверждение о его доставке не высылается, и источник вынужден передавать его повторно. Такая стратегия обеспечивает высокую надежность. Четыре последних (аудио/видео) приложения весьма толерантны к ошибкам, поэтому здесь нет никаких вычислений н проверок контрольных сумм.
Приложения, занимающиеся передачей файлов, включая электронную почту и видео, не чувствительны к задержкам. Даже если все пакеты будут доставляться с задержкой в несколько секунд, ничего страшного не произойдет. Однако интерактивные приложения — например, обеспечивающие веб-доступ нли удаленный доступ, — к задержкам более критичны. Что касается приложений, работающих в реальном масштабе времени, их требования к задержкам очень строги. Если при телефонном разговоре все слова собеседников будут приходить с задержкой ровно 2,000 с, пользователи сочтут такую связь неприемлемой. С другой стороны, проигрывание видео- или аудиофайлов, хранящихся на сервере, допускает наличие некоторой задержки.
Первые три приложения спокойно отнесутся к неравномерной задержке доставки пакетов, а при организации удаленного доступа этот фактор имеет более важное значение, поскольку прн сильных флуктуациях символы на экране будут появляться скачками. Видео- и особенно аудиоданные исключительно чувствительны к флуктуациям. Если пользователь просматривает видео, доставляемое на его компьютер по сети, и все кадры приходят с задержкой ровно 2,000 с, все нормально.
Однако если время передачи колеблется от одной до двух секунд, то результат будет просто ужасен. При прослушивании звукозаписей будут заметны флуктуации даже в несколько миллисекунд. Наконец, приложения могут иметь различные потребности в пропускной способности. Скажем, при передаче электронной почты или при удаленном доступе высокая пропускная способность не требуется, а вот для передачи видеоданных любых типов необходима высокая производительность сети.
В сетях АТМ принята следующая классификация потоков по требованиям к качеству обслуживания: 1. Постоянная битовая скорость (например, телефония); 2, Переменная битовая скорость в реальном времени (например, сжатые видеоданные при проведении видеоконференций); Э. Переменная битовая скорость не в реальном времени (например, просмотр фильмов через Интернет); 4. Доступная битовая скорость (например, передача файлов). Такое разбиение по категориям может оказаться полезным и для других целей, и для лругих сетей. Постоянная битовая скорость — это попытка моделирования проводной сети путем предоставления фиксированной пропускной способности и фиксированной задержки.
Битовая скорость может быть переменной, например, при передаче сжатого видео, когда одни кадры удается сжать в большей степени, нежели другие. Кштр, содержащий множество разноцветных деталей, сожмется, скорее всего, плохо, и на его передачу придется потратить много битов, тогда как кадр, запечатлевший белую стену, сожмется очень хорошо. 4ЕО Глава б.
Сетевой уровень Приложениям типа электронной почты нужно принципиальное наличие хоть какой-нибудь битовой скорости, они не чувствительны к задержкам и флуктуациям, поэтому говорят, что этим приложениям требуется едоступная битовая скоростьм Методы достижения хорошего качества обслуживания Итак, мы узнали кое-что о требованиях, входящих в понятие «качество обслуживания».
Как же заставить систему удовлетворять этим требованиям? Во-первых, необходимо учесть, что не существует никакой волшебной палочки. Ни один метод не обеспечивает безусловно высокое качество обслуживания. Напротив, разработано большое количество методов, практические реализации которых зачастую используют смешанные технологии. Далее мы рассмотрим некоторые методы, применяемые разработчиками систем для повышения качества обслуживания. Избыточное обеспечение Проще всего обеспечить такую емкость маршрутизаторов, буферной памяти и такую пропускную способность, при которых пакеты без затруднений пролетали бы по сети. Проблема здесь одна: такое решение обходится очень дорого. Со временем разработчики начинают понимать, какие параметры являются необходимыми и достаточными, и тогда такой подход оправдывает себя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
