Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Как видно из рисунка, отбрасывание пакетов при профилировании примаит х удержанию скорости потока на заданном уровне в те интервалы времени, когда аюрхть входящего потока превосходит этот предел, и к сохранению исходной скорости весцльнме периоды. 'Илзе нужно путать со средствами контроля допуска (аг)ю!зз!оп сопсго!) трафикя, которые также жпользуются и системзх обеспечения качества обслуживания, но имеют другое назначение (пь ззлее). зПрпиепяются и более сложные варианты профилирования, например, учитыпзюшие среднюю заколке скорости. зйхлозко — поддерживать порядок полицейскими средствами.
204 Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания Время ~ — график перед профилированием ЦЯ вЂ” график после профилирования Рис. 7.12. Эффект профилирования — отбрасывание избыточного графика Формирование трафика Формирование графика — это процесс намеренной задержки некоторых пакетов из общего потока в целях удержания средней скорости трафика в некоторых заданных пределах. Формирование графика напоминает профилирование, так как имеет схожую цель— ограничение скорости трафика, но достигается эта цель другим способом. Вместо того чтобы отбрасывать избыточные пакеты (то есть те, передача которых могла бы привести к превышению лимита скорости), механизм формирования трафика задерживает пакеты- нарушители так, что результирующая скорость оказывается в заданных пределах.
Эффект формирования графика' иллюстрирует рис. 7.13. Из рисунка видно, что скорость графика сглаживается, так как избыточные пакеты не отбрасываются, а передаются с задержкой в другие интервалы времени. Тем самым скорость исходного потока снижается в течение периодов времени с избыточным трафиком и растет в тех последующих интервалах, в которых она оказывается меньше установленного предела. Обычно путем формирования обрабатывают трафик, исходящий из коммутатора или маршрутизатора.
Это делается в тех случаях, когда известно, что некоторое коммуникационное 'устройство далее по маршруту следования потока пакетов применяет профилирование. Профиль формирования трафика выбирается равным профилю профилируемого графика, это гарантирует отсутствие потерь графика нз-за отбрасывания избыточных пакетов. ' На заднем плане рисунка показана скорость результирующего пакета, а на переднем — скорого исходного потока (полупрозрачныи заполнением).
205 обратная связь Время 'ь ) — трафнк перед формированием ш)ш — график после профилирования Рис. 7.13. Эффект формирования графика — сглаживание Механизмы кондиционирования графика могут поддерживаться каждым узлом сети или рвэизовываться только в пограничных устройствах. Последний вариант часто используют кастэвщики услуг, кондиционируя график своих клиентов.
Обратная связь Назначение Ахюрэтмм управления очередями и кондиционирования графика не предотвращают перещввс а лишь некоторым «справедливым» образом в условиях дефицита перераспределяет ресурсы между различными потоками или классами графика. Алгоритмы управления ачсредяин относятся к механизмам управления перегрузкой (сопяеэстоп шападешепт), вторые начинают работать, когда сеть уже перегружена. Срхсствует другой класс средств, которые носят название механизмов предотвращения ирегрузки (сопйезйоп атоЫапсе). Этот механизм основан на использовании обратной иэм, с помощью которого перегруженный узел сети, реагируя на перегрузку, просит крсвкэущие узлы, расположенные вдоль маршрута следования потока (или потоков, эрквээлежащих к одному классу), временно снизить скорость трафика.
После того как нретрузка в данном узле исчезнет, он посылает другое сообщение, разрешающее повысить по~ость передачи данных. Ъкии образом, при возникновении перегрузки механизм предотвращения перегрузок аскет обратной связи временно снижает нагрузку. Существует и другое название этого энэватиа — активное управление очередями. 2ОВ Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания Участники обратной связи Существует несколько механизмов обратной связи. Они отличаются информацией, которая передается по обратной связи, а также тем, какой тип узла генерирует эту информацию и кто реагирует на эту информацию — конечный узел (компьютер) или промежуточный (коммутатор или маршрутизатор). На рис. 7.14 показаны различные варианты организации обратной связи. Рис. 7.14.
Участники обратной связи Обратнал связь 1 организована между двумя конечными узлами сети. Этот вариант обеспечивает наиболее радикальное снижение нагрузки на сеть, так как только конечный узел может снизить скорость поступления информации в сеть. Однако этот вид обратной связи не относят к методам управления перегрузкой, так как его назначение — борьба с перегрузками узла назначения, а не с перегрузками сетевых устройств. Принципиально эта та же самая проблема, так как она является следствием временного превышения скорости поступления пакетов в ресурс над скоростью обработки этих пакетов.
Только ресурсом в данном случае выступает не коммутатор сети, а конечный узел. Но традиционно за этим видом обратной связи закрепилось собственное название — контроль потока. Устройства сети не принимают участие в работе этого вида механизма обратной связи, они только передают соответствующие сообщения между конечными узлами.
Несмотря на разные названия, в методах управления перегрузкой и контроля потока используются общие механизмы. При организации обратной связи важно учитывать время передачи информации по сети. В высокоскоростных глобальных сетях эа время передачи сообщения о перегрузке узла назначения узел-источник может успеть передать через сеть тысячи пакетов, так что перегрузка не будет'ликвидирована вовремя. Из теории автоматического управления известно, что задержки в контуре обратной связи могут приводить ко многим нежелатель.
ным эффектам, прямо противоположным первоначальным целям. Например, в системе могут начаться колебательные процессы, и она никогда не сможет прийти в равновесное состояние. Подобные явления наблюдались на ранней стадии развития Интернета, когда Обратная связь из-за несовершенства алгоритмов обратной связи и маршрутизации в нем возникали участки перегрузок, которые периодически перемещались по сети.
Причина такой проблемы интуитивно понятна — задержка в контуре обратной связи приводит к тому, что регулирующий элемент получает устаревшую информацию о состоянии регулируемого зхемента, В данном случае узел-источник получает информацию о состоянии очереди узлз-получателя с задержкой. Поэтому возможны ситуации, когда узел-источник начинает снижать скорость передачи информации, хотя в действительности очереди в узле- получателе уже нет, и, наоборот, повышать скорость передачи информации в тот момент, когда узел-получатель начал испытывать перегрузку. Для борьбы с такими явлениями х контур обратной связи обычно вводится интегрирующий элемент, который на каждом шаге обрабатывает не только текущее сообщение обратной связи, но и несколько предыдущих сообщений, что позволяет учесть динамику изменения ситуации н реагировать ыекзатно.
Обратная связь 2 организована между двумя соседними коммутаторами. Коммутатор созбщзет соседу, находящемуся выше по течению потока, что он испытывает перегрузку и его буфер заполнился до критической величины. Получив такое сообщение, сосед, располоаезамй выше по течению, должен снизить на некоторое время скорость передачи данных а направлении перегруженного коммутатора и тем самым решить проблему перегрузки. Это менее эффективное для сети в целом решение, так как поток будет продолжать течь от )зхз-источника с той же скоростью, что и раньше. Однако для коммутатора, который испытывает перегрузку, это является хорошим выходом, так как он получает время для того, пабы разгрузить переполнившуюся очередь.
Правда, проблема переносится в коммутатор, рсположенный выше по течению, в котором теперь может возникнуть перегрузка, так икон начинает передавать данные из своего буфера с меньшей скоростью. Достоинством списанного метода является низкая задержка обратной связи, так как узлы являются сощззмя (если они, конечно, не соединены спутниковым каналом). Офашная связь 3 организована между промежуточным коммутатором и узлом-источником.
0юбщения обратной связи хотя и передаются несколькими коммутаторами сети в направизяв узла-источника, но они на него не реагируют. 3 хбратной связи 4, как и в обратной связи 1, сообщение о перегрузке порождается узломвцучателем и передается узлу-источнику. Однако имеется и важное отличие: в данном щуие каждый промежуточный коммутатор реагирует на это сообщение.
Во-первых, он щихзет скорость передачи данных в направлении узла назначения, во-вторых, он можт изменить содержание сообщения. Например, если узел назначения просит снизить ашрость до 30 Мбит/с, то промежуточный коммутатор может снизить эту величину до 31 Мбят/с, оценив состояние своего буфера. Кроме того, породить сообщение обратной пщз может любой коммутатор сети, а не только узел назначения. йра описании различных вариантов организации обратной связи мы подразумевали, что элбщенне о перегрузке идет в направлении, обратном направлению передачи пользовамаской информации (собственно, поэтому этот механизм так и называется). Однако щюторые коммуникаийонные протоколы не предусматривают возможности генерации вщзбвых сообщений промежуточными узлами.
В таких условиях часто применяют ис'хущгтзнмй прием — передача сообщения о перегрузке узлу назначения, который прех(рвует е~о в сообщение обратной связи и отправляет в нужном направлении, то есть зщщаззевни источника. Этот вариант показан на рисунке как обратная связь 5. 208 Глава 7. Методы обеспечения качества ободу~киевлян Информация обратной связи В примеияемых сегодня методах обратной связи используются следующие основные типы сообщений: 0 признак перегрузки; Ы максимальная скорость передачи; О максимальный объем даииых (кредит); О косвенные признаки.
Признак перегрузки ие говорит о степени перегруженности сети или узла, ои только фиксирует факт наличия перегрузки. Реакция узла, получившего такое сообщение, может быть разной. В некоторых протоколах узел обязан прекратить передачу информации в определенном направлении до тех пор, пока ие будет получено другое сообщение обратной связи, разрешающее продолжение передачи. В других протоколах узел ведет себя адаптивно, ои снижает скорость иа некоторую величину и ожидает реакции сети. Если сообщения с признаком перегрузки продолжают поступать, то ои продолжает снижение скорости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
