|
управления перегрузкой
(congestion
m anagem ent), которые начинают работать, когда сеть уже перегружена. Существует
другой класс средств, которые носят название механизмов
предотвращения перегрузок
(congestion avoidance).
Этот механизм основан на использовании
обратной связи
, с помощью которой перегру
женный узел сети, реагируя на перегрузку, просит предыдущие узлы, расположенные вдоль
маршрута следования потока (или потоков, принадлежащих к одному классу),
временно
снизить скорость трафика. После того как перегрузка в данном узле исчезнет, он посылает
другое сообщение, разрешающее повысить скорость передачи данных.
Существует несколько механизмов обратной связи (рис. 6.12). Они отличаются инфор
мацией, 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).
Рис. 6 .1 2 . Участники обратной связи
178
Глава 6. Методы обеспечения качества обслуживания
Обратная связь
1 организована между двумя конечными узлами сети. Этот вариант обе
спечивает наиболее радикальное снижение нагрузки на сеть, так как только конечный узел
может снизить скорость поступления информации в сеть. Назначение этого вида обратной
связи — борьба с перегрузками узла назначения, а не с перегрузками промежуточных се
тевых устройств, поэтому за ним 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 влияние, которое вносит задержка
передачи информации по сети. Так, в высокоскоростных глобальных сетях за время, кото
рое тратится на передачу сообщения о перегрузке узла назначения, узел-источник может
успеть направить в сеть тысячи пакетов, так что перегрузка не будет ликвидирована во
время. Из теории автоматического управления известно, что задержки в контуре обратной
связи могут приводить ко многим нежелательным 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 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 кон
туре обратной связи приводит к тому, что регулирующий элемент получает устаревшую
информацию о состоянии регулируемого элемента. 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 в 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 и реагиро
вать адекватно.
Обратная связь
2 организована между двумя соседними коммутаторами. Коммутатор со
общает соседу, находящемуся выше по течению потока, что он испытывает перегрузку и его
буфер заполнился до критической величины. Получив такое сообщение, сосед, располо
женный выше по течению, должен снизить на некоторое время скорость передачи данных
в направлении перегруженного коммутатора и тем самым решить проблему перегрузки.
Это менее эффективное для сети в целом решение, так как поток будет продолжать течь
от узла-источника с той же скоростью, что и раньше. Однако для коммутатора, который
испытывает перегрузку, это является хорошим выходом, так как он получает время, чтобы
разгрузить переполнившуюся очередь. Правда, проблема переносится в коммутатор, рас
положенный выше по течению, в котором теперь может возникнуть перегрузка, так как он
начинает передавать данные из своего буфера с меньшей скоростью. Достоинством описан
ного метода является снижение задержки обратной связи, так как узлы являются соседями.
Обратная связь
3 организована между некоторым промежуточным коммутатором и узлом-
источником; все остальные промежуточные коммутаторы, лежащие между этими двумя
узлами, только передают сообщения обратной связи в направлении к узлу-источнику,
никак на них не реагируя.
Обратная связь
179
В
обратной связи
4, как и в обратной связи 1, сообщение о перегрузке порождается узлом-
получателем и передается узлу-источнику. Однако в данном случае каждый промежуточ
ный коммутатор реагирует на это сообщение. Во-первых, он снижает скорость передачи
данных в направлении узла назначения, во-вторых, он может изменить содержание со
общения. Например, если узел назначения просит снизить скорость до 300 Мбит/с, то
промежуточный коммутатор может снизить эту величину до 200 Мбит/с, оценив состояние
своего буфера. Кроме того, породить сообщение обратной связи может любой коммутатор
сети, а не только узел назначения.
При описании различных вариантов организации обратной связи мы подразумевали, что
сообщение о перегрузке идет в направлении, обратном направлению передачи пользова
тельской информации (собственно, поэтому этот механизм так и называется). Однако
некоторые коммуникационные протоколы не предусматривают возможности генерации
подобных сообщений промежуточными узлами. В таких условиях часто применяют
искусственный прием — передачу сообщения о перегрузке узлу назначения, который
преобразует его в сообщение обратной связи и отправляет в нужном направлении, то
есть в направлении источника. Этот вариант показан на рисунке как
обратная связь
5.
В применяемых сегодня методах обратной связи используются следующие основные типы
сообщений:
□ признак перегрузки;
□ максимальная скорость передачи;
□ максимальный объем данных;
□ косвенные признаки.
Do'stlaringiz bilan baham: |
