Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Так что если мы хотим, чтобы для эластичного трафика коэффициент загрузки составлял 0,9, то его интенсивность должна находиться из соотношения Лх/р = 0,7. Основная идея, лежвяхвя в основе вовк методов полдврквния характеристик ОоВ вакякивипххь в следующем: общее производительность квждопх ресурса даяжив быль рвэделвнв мевдушм- ньдвг юзйссвии тднФикв нервягяхмедно Можно ввести более чем два класса обслуживания и стараться, чтобы каждый класс рабо.
тал на своей части кривой задержек. Если такая задача решена, то можно обеспечить улучшение характеристик Оо5 за счет других методов, например снижая пульсацию трафнка Осталось выяснить, каким образом можно обеспечить такие условия для разных классов графика в каждом узле сети. 19т Тетят управления очередями Техника управления очередями Техника управления очередями нужна для работы в периоды временньсх перегрузок, когха сетевое устройство не справляется с передачей пакетов на выходной интерфейс в том темпе, в котором они поступают. Если причиной перегрузки является недостаточная производительность процессорного блока сетевого устройства, то необработанные пакеты временно накапливаются во входной очереди соответствующего входного интерфейса. Очередей к входному интерфейсу может быть несколько, если мы дифференцируем запросы ца обслуживание по нескольким классам.
В том же случае, когда причина перегрузки ззключается в ограниченной пропускной способности выходного интерфейса, пакеты временно сохраняются в выходной очереди (или очередях) этого интерфейса. Очередь НГО В очереди Р1РО в случае перегрузки все пакеты помещаются в одну общую очередь и выбираются нз нее в том порядке, в котором поступили. Во всех устройствах с коммутацией пакетов алгоритм Р1 РО используется по умолчанию, так что такая очередь также обычно втыкается очередью «по умолчанию».
Достоинствами этого подхода является простота зсалязацин н отсутствие потребности в конфигурировании. Однако ему присущ и коренной недостаток — невозможность дифференцированной обработки пакетов различных тнохов, Все пакеты стоят в общей очереди на равных основаниях. Вместе оказываются з пакеты чувствительного к задержкам голосового трафика, и пакеты нечувствительного х мссержкам, но очень интенсивного графика резервного копирования, длительные пульсации которого могут надолго задержать голосовой пакет. Приоритетное обслумсивание Очереди с приоритетным обслуживанием очень популярны во многих областях вычисяпельной техники, в частности в операционных системах, когда одним приложениям нужно отдать предпочтение перед другими прн обработке их в мультипрограммной смеси.
Применяются эти очереди н для преимущественной по сравнению с другими обработки цмого класса графика. Механизм приоритетного обслуживания основан на разделении всего сетевого трафика на мбиыпое количество классов и последующего назначения каждому классу некоторого пклозого признака — приормтета. Кавзфнкацнятрафика представляетсобойотдельнуюзадачу Пакеты могугразбиваться а приоритетные классы на основании различных признаков: адреса назначения, адреса источника, идентификатора приложения, генерирующего этот график, любых других комйцицвй признаков, которые содержатся в заголовках пакетов. Правила классификации шитов представляют собой часть политики администрирования сети. Ъцаюассификации зрафика может размещаться в каждом коммуникационном устройсзк Более масштабируемое решение — размещение функций классификации графика зоцвом ялц нескольких устройствах, расположенных на границе сети (например, в комм)тзторах корпоративной сети, к которым подключаются компьютеры пользователей, аи хо входных маршрутизаторах сети поставщика услуг).
В этом случае необходимо цицальное поле в пакете, в котором можно запомнить назначенное значение приоритета, 19В Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживании чтобы им могли воспользоваться остальные сетевые устройства, обрабатывающие график после классифицирующего устройства. Такое поле имеется в заголовке многих протоколов. В тех же случаях, когда специального поля приоритета в заголовке нет, разрабатывается дополнительный протокол, который вводит новый заголовок с таким полем (так произошло, например, с протоколом Еспегпег). Приоритеты могут назначаться не только коммутатором илн маршрутизатором, но и приложением на узле-отправителе. Необходимо также учитывать, что если в сети отсутствует централизованная политика назначения приоритетов, каждое сетевое устройство может не согласиться с приоритетом, назначенным данному пакету в другой точке сети.
В атом случае оно перепишет значение приоритета в соответствии с локальной политикой, принятой непосредственно на данном устройстве. В сетевом устройстве, поддерживающем приоритетное обслуживание, имеется несколько очередей (буферов) — по одной для каждого приоритетного класса. Пакет, поступивший в период перегрузок, помещается в очередь, соответствующую его приоритетному классу'. На рис. 7.9 приведен пример использования четырех приоритетных очередей с высоким, средним, нормальным и низким приоритетами.
До тех пор пока из более приоритетной очереди не будут выбраны все имеющиеся в ней пакеты, устройство не переходит к обработке следующей менее приоритетной очереди. Поэтому пакеты с низким приоритетом обрабатываются только тогда, когда пустеют все вышестоящие очереди: с высоким, средним и нормальным приоритетами. ОчеРеди Разных приоритетов ЦцЦц нз о„е цысокий реди ий орыальн Класси (протокол, адреса) Низиий Буферы различной длины Рис. 7 Я. Приоритетные очереди Раамер буфера сетеного устройства определяет максимальную длину очереди ожидающих обслуживания пакетов, если пакет поступает при заполненном буфере, то он просто отбрасывается. Обычно по умолчанию всем приоритетным очередям отводятся одинаковые буферы, но многие устройства разрешают администратору назначать каждой очереди буфер индивидуального размера.
Размер буфера определяется в идеальном случае таким образом, чтобы его хватало с некоторым запасом для хранения очереди среднестатистической длины. Однако установить это значение достаточно сложно, так как оно изменяется ' Иногда несколько очередей изображают в виде одной очереди, в которой находятся заявки Рззлнч. ных классов. Если заявки выбираются из очереди в соответствии с их приоритетами, то это просто другое представление одного и того же механизма. 199 умника управления очередями С'.7 — график «по возможности» Ю вЂ” график реального времени И вЂ” смесь эластичного графика и графика реального времени Рис, 7ЛО.
Снижении коэфФициента использования линии для приоритетного графика: а — весь график обслуживается одной очередью; б — график реального времени обслуживается приоритетной очередью, а остальной график — очередью по умолчанию Чтв же касается остальных приоритетных классов, то качество их обслуживания будет вюве, чеи у пакетов самого высокого приоритета, причем уровень снижения может быть вчпп существенным. Если коэффициент нагрузки выходного интерфейса, определяемый вцьш графиком высшего приоритетного класса, приближается в какой-то период времени х вдввипе, то трафик остальных классов просто на это время замораживается. Поэтому в мвисимостн от нагрузки сети, поэтому требуется постоянное и длительное наблюдение и работой сети.
В обшем случае, чем выше значимость трафика для предприятия, чем ймьше его интенсивности и пульсации, тем больший размер буфера требуется этому графику. В примере, приведенном на рнс. 7.9, для графика высшего и нормального приорнтетов выбраны большие размеры буферов, а шгя остальных двух классов — меньшие. Мотивы принятого решения для высшего приоритета очевидны, а график нормального приоритета имеет, очевидно, высокую ннтенсивмость и значительный коэффициент пульсаций. Приоритетное обслуживание очередей обеспечивает высокое качество обслуживания для пикетов нз самой приоритетной очереди. Если средняя интенсивность нх поступления в устройство не превосхолит пропускной способности выходного интерфейса (и производительности внутренних продвнгакгщих блоков самого устройства), то пакеты высшего приоритета всегда получают ту пропускную способность, которая им нужна.
Уровень задержек высокоприоритетных пакетов также минимален. Однако он не нулевой и зависит в основном от характеристик потока этих пакетов — чем выше пульсации потока и его квтенснвность, тем вероятнее возникновение очереди, образованной пакетами данного высокоприоритетного потока. Трафик всех остальных приоритетных классов почти прод~вчем для пакетов высшего приоритета. Слово «почти» относится к ситуации, когда высокоприоритетный пакет вынужден ждать завершения обслуживания низкоприоритетного смета, если его приход совпадает по времеми с началом продвижения низкоприоритетного ввкета на выходной интерфейс. Этот эффект иллюстрирует рис.
7.10, ма котором показано, что после разделения всего графика на приоритетный и обычный (то есть здесь имеются вве очереди), коэффициент использования для приоритетного трафнка снизился с 50 до 15 гк Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания приоритетное обслуживание Ообычно применяется для чувствительного к задержкам класса графика, имеющего небольшую интенсивность. При таких условиях обслуживание этого класса не слишком угцемляет обслуживание остального трафика. Например, голосовой график чувствителен к задержкам, но его интенсивность обычно не превышает 8 — 16 Кбит/с, так что при назначении ему вмсшего приоритета ущерб остальным классам трафика оказывается не очень значительным.
Взвешенные очереди Механизм взвешенных очередей разработан для того, чтобы можно было предоставить всем классам трафика определенный минимум пропускной способности. Под весом данного класса понимается процент предоставляемой классу трафика пропускной способности от полной пропускной способности выходного интерфейса. При взвешенном обслуживании, так же, как и при приоритетном, трафик делится на несколько классов, и для каждого класса ведется отдельная очередь пакетов. Но с каждой очередью связывается не приориглеш, а щюценгл пропускной способносгли ресурса, гарантируемый данному классу трафика при перегрузках этого ресурса Для входного потока таким ресурсом является процессор, а для выходного (после выполнения коммутации)— выходной интерфейс.
ПРИМЕР Показанное на рис. 7.11 устройство для пяти классов графика поддерживает пять очередей к выходному интерфейсу коммутатора. Этим очередям при перегрузках выделяется соответственно 1О, 10, 30, 20 и 30% пропускной способности выходного интерфейса. Класси (про продвижение) Рис. 7.11. Взвешенные очереди Достигается поставленная цель за счет того, что очереди обслуживаются последовательно и циклически, и в каждом цикле обслуживания из каждой очереди выбирается такое число байтов, которое соответствует весу данной очереди. Так, если цикл просмотра очередей в рассматриваемом примере равен одной секунде, а скорость выходного интерфейса составляет 100 Мбит/с, то при перегрузках в каждом цикле первой очереди уделяется 10 % времени, Техника управления очередями то есть 100 мс и выбирается 10 Мбит данных, из второй — тоже! 0 Мбит из третьей — 30 Мбит, из четвертой — 20 Мбит, из пятой — 30 Мбит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
