Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Другой подход заключается в расширенном толковании характеристик ЯОЯ, когда харакхеристики скорости потока, такие как средняя скорость, пиковая скорость и пульсация, также относят к характеристикам ЯоЯ. Вязяюдах обеспечения качесшва обслуживания используются различные механизмы, наарзвленные на снижение негативных последствий пребывания пакетов в очередях с сохранением в то же время положительной роли очередей. Набор механизмов достаточно широк, з з этой главе они рассматриваются достаточно подробно.
Большинство нз них учитывает и использует в своей работе факт существования в сети графика различного типа в том отношении, что каждый тип трафика предъявляет различные требования к характеристикам зрсззводительности и надежности сети. Например, трафик просмотра веб-страниц мало чувствителен к задержкам пакетов и не требует гарантированной пропускной способности сети, зато чувствителен к потерям пакетов; в то же время как голосовой трафик очень чувствителен к задержкам пакетов, требует гарантированной пропускной способности сеги, зо может «терпеть» потерю небольшого процента пакетов без значительного ущерба ия качества (впрочем, последнее свойство во многом зависит от используемого метода кодирования голосового сигнала).
Добиться одновременного соблюдения всех характеристик ЯоБ для всех видов трафика весьма сложно. Одним из наиболее значимых факторов, влияющих на характеристики качества обслуживания, является уровень загрузки сети трафиком, то есть уровень испззьзозаиия пропускной способности линий связи сети. Вслз этот уровень постоянно достаточно низок, то трафик всех приложений обслуживается с высоким качеством большую часть времени (хотя кратковременные перегрузки сети, 1ВЕ Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания приводящие к задержкам и потерям пакетов, все равно возможны, но они случаются очень редко). Такое состояние сети называется «недогруженным» или же используется термин сеть с избыточной пропускной способностью (англоязычный термин оуегргоу)згопгпя).
Постоянно поддерживать все части сети в недогруженном состоянии достаточно дорого и сложно, но для наиболее ответственной части сети, такой как магистраль, этот подход применяется, и связан он с постоянным слежением за уровнем загрузки каналов магистрали и периодическим увеличением их пропускной способности по мере приближения загрузки к критическому уровню. Методы ОоБ основаны на другом подходе, а именно тонком перераспределении имеющейся пропускной способности между графиком различного типа в соответствии с требованиями приложений. Очевидно, что эти методы усложняют сетевые устройства, так как означают необходимость знать требования всех классов трафика, уметь их классифицировать и распределять пропускную способность сети между ними. Последнее свойство обычно достигается за счет использования нескольких очередей пакетов для каждого выходного интерфейса коммуникационного устройства вместо одной очереди; при этом в очередях применяют различные алгоритмы обслуживания пакетов, чем и достигается дифференцированное обслуживание графика различных классов.
Поэтому методы ЯоБ часто ассоциируются с техникой управления очередями. Помимо собственно техники организации очередей, к методам Оо5 относят методы контроля параметров потока трафика, так как для гарантированно качественного обслуживания нужно быть уверенными, что обслуживаемые потоки соответствуют определенному профилю. Эта группа методов ОоБ получила название методов кондиционгагования трафика. Особое место занимают методы обратной связи, которые предназначены для уведомления источника трафика о перегрузке сети. Эти методы рассчитаны на то, что при получении уведомления источник снизит скорость выдачи пакетов в сеть и тем самым ликвидирует причину перегрузки. Механизмы Оо5 можно применять по-рззному. В том случае, когда они применяются к отдельным узлам без учета реальных маршрутов следования потоков трафика через сеть1, условия обслуживания графика этими узлами улучшаются, но гарантий того, что поток будет обслужен с заданным уровнем качества, такой подход не дает.
Гарантии можно обеспечить, если применять методы ЯоБ системно, резервируя ресурсы сети для потока на всем протяжении его маршрута, другими словами, «из конца в конецы К методам Оо5 тесно примыкают методы инжиниринга трафика. Согласно методам инжиниринга трафика маршруты передачи данных управляются таким образом, чтобы обеспечить сбалансированную загрузку всех ресурсов сети и исключить за счет этого перегрузку коммуникационных устройств и образование длинных очередей.
В отличие от методов Ооэ в методах инжиниринга графика не прибегают к организации очередей с различными алгоритмами обслуживания на сетевых устройствах. В то же время в методах ЯоЯ в их традиционном понимании не используют такой мощный рычаг воздействия па рациональное распределение пропускной способности, как изменение маршрутов графика в зависимости от фактической загрузки линий связи, что позволяет легко отделить методы ОоЯ от методов инжиниринга трафика. В следующей группе методов борьба с перегрузками ведется путем снизсения постоянной нагрузки на сеть. То есть в этих методах проблема рассматривается с другой стороны: 1 лгк называемое «поузловое» (рег бор) применение, Приложения и качество обслуживания если пропускной способности сети недостаточно для качественной передачи трафика приложений, то нельзя ли уменьшить объем самого трафика? Наиболее очевидным способом снижения объема графика является его компрессия; существуют и другие способы, приводящие к тому же результату, например размещение источника данных ближе к его потребителю (кэширование данных).
Приложения и качество обслуживания К настоящему времени проделана большая работа по классификации трафика приложений. В качестве основных критериев классификации были приняты три характеристики графика; 0 относительная предсказуемость скорости передачи данных; 0 чувствительность трафика к задержкам пакетов; 0 чувствительность графика к потерям и искажениям пакетов. Предсказуемость скорости передачи данных В отношении предсказуемости скорости передачи данных приложения делятся иа два больших класса: приложения с потоковым трафиком и приложения с пульсирующим трафиком. Првложеиия с потоковым трафиком (зггеаш) порождают равномерный поток данных, который поступает в сеть с постоянной битовой скоростью (Сопзгапг ВК Кате, СВК). В случае коммутации пакетов график таких приложений представляет собой последовательность пакетов одинакового размера (равиого В бит), следующих друг за другом через один и тот же интервал времени Т(рис.
7.1). Рис. 7.1. Потоковый график Пестояниая битовая скорость потокового трафика (СВК) может быть вычислена путем усреднения иа одном периоде: СВК = В/Т бит/с. В пбжеи случае, постоянная битовая скорость потокового трафика меньше номинальной ижсииальвой битовой скорости протокола, с помощью которого передаются данные, так как между пакетами существуют паузы. Как будет показано в главе 12, максимальная пирость передачи данных с помощью протокола ЕгЬегпег составляет 9,76 Мбит/с (для 1ВВ Глава 7.
Метали обеспечения качества обслуживания кадров максимальной длины), что меньше номинальной скорости этого протокола, равной 10 Мбит/с. Приложения с пульсирующим трафиком (Ьцгзг) отличаются высокой степенью непредсказуемости, в этих приложениях периоды молчания сменяются пульсацией, в течение которой пакеты »платно» следуют друг за другом. В результате трафик характеризуется переменной битовой скоростью (Чаг1аЫе В11 Ваге, ЧВК), что иллюстрирует рис. 7.2. Так, при работе приложений файлового сервиса интенсивность трафика, генерируемого приложением, может падать до нуля, когда файлы не передаются, и повышаться до максимально доступной, ограниченной только возможностями сети, когда файловый сервер передает файл.
Рис. 7.2. Пульсирующий график На рисунке показано три периода измерений Ть Тз и Тз. Для упрощения расчетов принято, что пиковые скорости на первом и третьем периодах равны между собой и равны Р1В, а все три периода имеют одинаковую длительность Т. Учитывая зто, можно вычислить величину пульсации В, которая равна количеству битов, переданных на периоде пульсации: В - Р1К х Т. Таким образом, величина пульсации для периодов Т1 н Тз равна В, а на периоде Тт— нулю. Для приведенного примера можно подсчитать коэффициент пульсации. (Напомним, что ан равен отношению пиковой скорости на каком-либо небольшом периоде времени к средней скорости трафика, измеренной на длительном периоде времени.) Так как пиковая скорость на периоде Т1 (или Тз) равна В/Т, а средняя скорость на суммарном периоде Т1 + Тт + Тз составляет 2В/ЗТ, коэффициент пульсации равен 3/2.
Практически любой трафик, даже трафик потоковых прилодгеннй, имеет ненулевой коэффициент пульсации. Просто значения коэффициентов пульсации у потокового н пульсирующего трафиков существенно различаются. У приложений с пульсирующим графиком он обычно находится в пределах от 2 до 100, а у потоковых приложений он близок к 1. В локальных сетях коэффициент пульсации обычно выше, чем в глобальных, поскольку на магистралях глобальных сетей график представляет собой сумму графиков многих источников, что по закону, больших чисел приводит к сглаживанию результирующего графика. Чувствительность трафика к задержкам пакетов Еще один критерий классификации приложений по типу трафика — их чувствительность к задержкам пакетов и их вариациям.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
