Очереди и алгоритмы их обслуживания — основа QoS

Ме­ха­низ­мы оче­ре­дей ис­поль­зу­ют­ся в любом се­те­вом устрой­стве, где при­ме­ня­ет­ся ком­му­та­ция па­ке­тов — марш­ру­ти­за­то­ре, ком­му­та­то­ре ло­каль­ной или гло­баль­ной сети, ко­неч­ном узле.

Необ­хо­ди­мость в оче­ре­ди воз­ни­ка­ет в пе­ри­о­ды вре­мен­ных пе­ре­гру­зок, когда се­те­вое устрой­ство не успе­ва­ет пе­ре­да­вать по­сту­па­ю­щие па­ке­ты на вы­ход­ной ин­тер­фейс. Если при­чи­ной пе­ре­груз­ки яв­ля­ет­ся про­цес­сор­ный блок се­те­во­го устрой­ства, то необ­ра­бо­тан­ные па­ке­ты вре­мен­но по­ме­ща­ют­ся во вход­ную оче­редь, т. е. в оче­редь на вход­ном ин­тер­фей­се.

Стратегия FlFO

Прин­цип ал­го­рит­ма FIFO (рисунок 3.5) со­сто­ит в сле­ду­ю­щем. В слу­чае пе­ре­груз­ки па­ке­ты по­ме­ща­ют­ся в оче­редь, а если пе­ре­груз­ка устра­ня­ет­ся или умень­ша­ет­ся, па­ке­ты пе­ре­да­ют­ся на выход в том по­ряд­ке, в ко­то­ром по­сту­пи­ли («пер­вым при­шел — пер­вым ушел», First In — First Out).

Рисунок 3.5 – Очередь FIFO

Этот ал­го­ритм об­ра­бот­ки оче­ре­дей по умол­ча­нию при­ме­ня­ет­ся во всех устрой­ствах с ком­му­та­ци­ей па­ке­тов. Он от­ли­ча­ет­ся про­сто­той ре­а­ли­за­ции и от­сут­стви­ем по­треб­но­сти в кон­фи­гу­ри­ро­ва­нии, од­на­ко имеет прин­ци­пи­аль­ный недо­ста­ток — диф­фе­рен­ци­ро­ван­ная об­ра­бот­ка па­ке­тов раз­лич­ных по­то­ков невоз­мож­на. Оче­ре­ди FIFO необ­хо­ди­мы для нор­маль­ной ра­бо­ты се­те­вых устройств, но они не справ­ля­ют­ся с под­держ­кой диф­фе­рен­ци­ро­ван­но­го ка­че­ства об­слу­жи­ва­ния.

Такая схема приемлема, если исходящий канал имеет достаточно большую свободную полосу пропускания.

При­о­ри­тет­ное об­слу­жи­ва­ние оче­ре­дей

В се­те­вом устрой­стве име­ет­ся несколь­ко оче­ре­дей, в со­от­вет­ствии с ко­ли­че­ством клас­сов. По­сту­пив­ший в пе­ри­од пе­ре­груз­ки пакет по­ме­ща­ет­ся в оче­редь со­глас­но его при­о­ри­те­ту. На ри­сун­ке 3.6 при­ве­ден при­мер ис­поль­зо­ва­ния т­рёх при­о­ри­тет­ных оче­ре­дей: с вы­со­ким, сред­ним и низ­ким при­о­ри­те­том. При­о­ри­те­ты оче­ре­дей имеют аб­со­лют­ный ха­рак­тер пред­по­чте­ния при об­ра­бот­ке: пока из более при­о­ри­тет­ной оче­ре­ди не будут вы­бра­ны все па­ке­ты, устрой­ство не пе­ре­хо­дит к об­ра­бот­ке сле­ду­ю­щей, менее при­о­ри­тет­ной. По­это­му па­ке­ты со сред­ним при­о­ри­те­том все­гда об­ра­ба­ты­ва­ют­ся толь­ко тогда, когда оче­редь па­ке­тов с вы­со­ким при­о­ри­те­том пуста, а па­ке­ты с низ­ким при­о­ри­те­том — только, когда пусты все вы­ше­сто­я­щие оче­ре­ди.

Рисунок 3.6 – Очереди с приоритетами

Ко­неч­ный раз­мер бу­фер­ной па­мя­ти се­те­во­го устрой­ства пред­по­ла­га­ет неко­то­рую пре­дель­ную длину каж­дой оче­ре­ди. Пакет, по­сту­пив­ший в то время, когда буфер за­пол­нен, про­сто от­бра­сы­ва­ет­ся.

При­о­ри­тет­ное об­слу­жи­ва­ние оче­ре­дей обес­пе­чи­ва­ет вы­со­кое ка­че­ство сер­ви­са для па­ке­тов из самой при­о­ри­тет­ной оче­ре­ди. Что же ка­са­ет­ся осталь­ных клас­сов при­о­ри­те­тов, то ка­че­ство их об­слу­жи­ва­ния ниже, чем у па­ке­тов с наи­выс­шим при­о­ри­те­том, при­чем пред­ска­зать уро­вень сни­же­ния за­труд­ни­тель­но. Оно может быть до­воль­но су­ще­ствен­ным, если вы­со­ко­при­о­ри­тет­ные дан­ные пе­ре­да­ют­ся с боль­шой ин­тен­сив­но­стью.

Поиск по сайту: