Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Давайте теперь посмотрим, каким же образом выполняется собственно выделение пропускной способности потоку в моменты времени, когда его пакеты поступают на вход коммуникационного устройства 52, которое запомнило факт резервирования пропускной способности для потока Я на выходном интерфейсе Р2 (рис 7.16).
Резервирование ресурсов Доступная пропускная 1 Г способность интерфейса Рис. 7.15. Контроль допуска потоке Устройство 82 Рис. 7.16. Выделение зарезервированной пропускной способности Такое вылеление можно обеспечить разными способами, в нашем примере это будет схелано с использованием взвешенных очередей. Пусть потоку Р1 при резервировании было выделено 25 % пропускной способности кктерфейса Р2 (обычно резервирование можно выполнять как в абсолютных величинах, кзпример в мегабитах в секунду, так и в процентах; это, собственно, детали реализации механизмов ЯоЗ в конкретных устройствах). Также для простоты будем считать, что резервирование было выполнено только для потока Р1, в то же время для всех других потоков, которые проходят через выходной интерфейс Р2, резервирования не производилось. 212 Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания Для того чтобы добиться желаемого результата, достаточно организовать для выходного интерфейса две взвешенные очереди — очередь для потока Г1 с весом 25 Ж и очередь «по умолчанию» для всех остальных потоков.
Кроме того, необходимо активизировать классификашор, который будет проверять пакеты на всех входных интерфейсах устройства 52 (на рис. 7.16 показан только один входной интерфейс Р1), отбирать пакеты потока Е1 по заданным при резервировании признакам и направлять их в очередь для потока Г1. В те периоды времени, когда скорость потока Р1 окажется меньше зарезервированной пропускной способности в 25 Ж, неиспользованная ее часть будет потребляться потоками из очереди «по умолчанию» — в силу алгоритма работы взвешенных очередей. Зато в периоды, когда скорость потока Е1 достигнет заявленного максимума средней скорости в 25 У», вся зарезервированная пропускная способность выходного интерфейса будет выделяться потоку Р1, а все остальные потоки будут довольствоваться оставшимися 75 т». Значения в 75 7» может оказаться недостаточно для качественного обслуживания этих потоков, и тогда нх пакеты будут задерживаться или даже теряться при переполнении очереди «по умолчанию».
Может оказаться и так, что значения в 75 Ж окажется слишком много для остальных потоков, и они будут обслуживаться с высоким качеством; какая из двух ситуаций будет наблюдаться чаще, мы не знаем, так как у нас нет никакой предварительной информации о «других» потоках. Этот пример хорошо иллюстрирует особенность методов обеспечения параметров Оо5 — они требуют контроля над потоками, то есть знания их маршрутов и средних скоростей.
В противном случае гарантий параметров Оо5 достичь трудно, можно говорить только об обслуживании «по возможности». В описанном примере не использован механизм профилирования трафика. При наличии отдельной взвешенной очереди для потока, зарезервировавшего пропускную способность, этот механизм ие является обязательным, так как сам механизм взвешенных очередей ограничит пропускную способность потока в нужных пределах в периоды перегрузок, когда все взвешенные очереди заполняются полностью.
Однако количество взвешенных очередей в сетевых устройствах обычно ограничено не слишком большой величиной, например, их может быть не более 16 или 32. В то же время количество потоков, для которых желательно зарезервировать пропускную способность, может быть значительно больше. В такой ситуации можно организовать одну взвешенную очередь для всех резервируемых потоков с пропускной способностью, равной или большей сумме резервируемых пропускных способностей потоков. А для того чтобы требуемые доли пропускной способности выделялись каждому потоку, необходимо после классификации выполнить профилирование каждого потока на уровне запрошенной им скорости. Правда, мы лишаемся в этом случае в периоды неактивности других потоков возможности предоставлять отдельным потокам больше пропускной способности, чем они запросили, но это плата за масштабируемое решение, основанное на одной взвешенной резервируемой очереди.
Использование взвешенных очередей — не единственный вариант резервирования пропускной способности в пакетных сетях. Для той же нели можно задействовать приоритетные очереди.' Применение приоритетной очереди может быть не только возможным, но и необходимым, если потоку помимо определенного уровня пропускной способности требуется обеспечить минимально возможный уровень задержек пакетов. При использовании приоритетной очереди профилирование необходимо всегда, так как приоритетный механизм не обеспечивает ограничения скорости потока, как это делает механизм взвешенного обслуживания.
213 Резервирование ресурсов Нужно подчеркнуть, что резервирование приводит к ожидаемым результатам только в тех случаях, когда реальная скорость потоков, для которых было выполнено резервирование, оказывается не выше, чем пропускная способность, запрошенная при резервировании и реализованная при конфигурировании сетевых устройств. В противном случае результаты могут оказаться даже хуже, чем при наличии единственной очереди «по умолчанию» и обслуживании «по возможности». Так, если скорость потока окажется выше, чем предел, учитываемый механизмом профилирования, то часть пакетов будет отброшена даже в том случае, если устройство не перегружено и могло бы отлично справиться с предложенным графиком без применения механизмов Др$.
Чта же меняется в сети после резервирования? При поступлении на входной интерфейс коммутатора пакетов потока, для которых было выполнено резервирование, механизм классификации распознает пакеты, относящиеся к этому потоку, и направляет их в нужную очередь. При этом пакеты могут проходить через механизм профилирования, призванный предотвратить ситуацию обслуживания потока, скорость которого превышает оговоренную прп резервировании. В результате резервирования сеть оказывается загруженной рационально.
В ней нет ресурсов, которые работают со значительной перегрузкой. Механизмы организации очередей па-прежнему обеспечивают временную буферизацию пакетов в периоды пульсаций. Так как мы планировали загрузку ресурсов из расчета средних скоростей передачи данных, то пз периодах пульсаций в течение некоторого ограниченного времени скорости потоков могут превышать средние скорости, так что механизмы борьбы с перегрузками по-прежнему нужны, Для обеспечения требуемых средних скоростей потоков на периодах перегрузок соответствующие потоки могут обслуживаться с помощью взвешенных очередей. Сохраняется также главное преимущество метода коммутации пакетов: если некоторый поток не расходует отведенной ему пропускной способности, то она может выделяться для обслуживания другого потока.
Нормальной практикой является резервирование пропускной способности только для части потоков, в то время как другие потоки обслуживаются беэ резервирования, получая обслуживание по воэможности (с максимальными усилияып). Временно свободная пропускная способность может для таких потоков выделяться дпнамически, без нарушения взятых обязательств по обслуживанию потоков, для которых ресурсы зарезервираваны.
ПРИМЕР-АНАЛОГИЯ Пуоиллюстрируем принципиальное отличие реэервправэввя ресурсов в сетях с коммутацией пакетов э к«э«лаз цэ примере автомобильного графика. Пусть в некотором городе решили обеспечить некоторые привилегии для движения машин скорой помощи. В ходе обсуждения этого проекта возникли ээ«конкурирующие идеи «та реализации. Первый вариант предусматривал ва всех ларатэх таралэ выделение для автомобилей скорой помощи отдельной паласы, недоступной для другого транспорта ээ прв каких условиях, даже если в кэкай-та период времени машин скорой помощи вэ дороге вет. Ва втором случае для машин скорой помощи также выделялась отдельная полоса, яа в отсутствии привилегированных мэшцв па вей разрешалось двигаться н другому транспорту.
В случае же паэээеэие машины скорой помощи автомобили, занимающие выделенную полосу, обязаны были ее эсвобадвть. Нетрудно заметить, чта первый вариант соответствует прянцвпу резервирования в сетях с коммутацией каналов — пропускная способность выделенной полосы монопольно используется мюыабвээыи скорой памащя я пе мажет быть перераспределена даже тогда, когда анэ вм ве нужна. Второй вариант является аналогией резервирования в сетях с коммутацией пакетов. Пропускная спесабнасть дороги здесь расходуется бал«е эффективно, на для потока автомобилей скорой помощи акой вариант менее благоприятен, тэк кэк при пеабхадямаств освобождения полосы возникают намеки, создаваемые цепрввцлегнравэввммв машинами.
214 Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания Сеть с коммутацией каналов подобного перераспределения ресурсов выполнить не может, так как у нее в распоряжении нет независимо адресуемых единиц информации — пакетов! Обеспечение заданного уровня задержек При описании процедуры резервирования пропускной способности мы сфокусировались на механизмах выделения пропускной способности некоторому потоку и оставили без внимания одну важную деталь: какую пропускную способность должен запрашивать поток для того, чтобы задержки его пакетов не превышали некоторой величины? Единственное соображение, которое было высказано по этому поводу заключалось в том, что запрашиваемая пропускная способность должна быть выше, чем максимальная скорость потока, иначе некоторая часть пакетов просто может постоянно отбрасываться сетью, так что качество обслуживания окажется гарантированно низким.
Однако зта «деталь» на самом деле оборачивается сложной проблемой, так как мы не можем, например, сконфигурировать очередь приоритетного или взвешенного обслуживания так, чтобы она строго обеспечила какой-либо заранее заданный порог задержек и их вариации. Направление пакетов в приоритетную очередь только позволяет гарантировать, что задержки будут достаточно низкими — существенно ниже, чем у пакетов, которые обрабатываются в очереди по умолчанию. Мы также знаем, что при наличии взвешенных очередей задержки будут снижаться со снижением относительного коэффициента использования пропускной способности, отведенной очереди. Но это все качественные рассуждения, а вот количественно оценить значения задержек очень сложно. Каким же образом поставщик услуг может выполнить свои обязательства перед клиентамиу Очень «просто» вЂ” он должен постоянно измерять фактические значения характерисшик трафики в сети и гарантировать пользователям сети величины задержек в соответствии с наблюдаемыми результатами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
