Идентификация и маркировка QoS

выполняются путем классификации и резервирования.

Классификация

Для первоочередного обслуживания определенного типа данных необходимо в первую очередь обеспечить его идентификацию. Кроме того, пакет может быть маркирован. Эти две задачи выполняются путем классификации. Если пакет идентифицирован, но не маркирован, то классификация выполняется последовательно на узлах следующего перехода. Это означает, что классификация относится только к данному устройству и не передается следующему маршрутизатору. Такая ситуация имеет место при использовании приоритетной очередности (Priority Queuing — PQ) или настраиваемой очередности (Custom Queuing — CQ). Если пакеты маркируются для общесетевого использования, то могут быть установлены биты IP-приоритетности (см. раздел "1Р-приоритетпость: передача информации о дифференцированном QoS".).

Основными методами идентификации потоков являются списки управления доступом (Access Control Lists — ACL), маршрутизация на основе политик, согласованная скорость доступа (Committed Access Rate — CAR) и распознавание приложений на основе типа сети (Network-Based Application Recognition — NBAR).

Функции QoS в пределах одного сетевого элемента

Качество обслуживания в пределах одного сетевого элемента обеспечивается путем управления перегрузкой, очередностью, эффективностью канала, а также средствами ограничения потоков и задания политик.

Управление перегрузкой

Вследствие пульсирующего характера потоков аудио-, видео- и цифровых данных их объемы иногда превышают возможности канала. Что в таком случае делает маршрутизатор? Помещает ли он все данные в буфер общей очереди, откуда пакет, поступивший первым, первым и отправляется? Или он помещает пакеты в разные очереди и обслуживает некоторые из них чаще других? Эти вопросы решаются при помощи средств управления переполнением, таких как задание приоритетной очередности (PQ), настраиваемой очередности (CQ), взвешенной справедливой очередности (WFQ) или основанной на классах взвешенной справедливой очередности (CBWFQ).

Управление очередями

Поскольку очереди не бесконечны, они могут заполняться и переполняться. Если очередь уже заполнена, то новые пакеты в нее не попадают и отбрасываются. Это явление называется концевыми потерями. Проблема концевых потерь заключается в том, что в этой ситуации маршрутизатор не может не отбрасывать данный пакет, даже если он имеет высокий приоритет. Таким образом, необходим механизм, выполняющий следующие две операции.

1. Выяснить, действительно ли очередь переполнена и нет ли в ней места для пакетов с высоким приоритетом.

2. Сформулировать некоторые критерии, по которым в первую очередь будут отбрасываться пакеты с более низким приоритетом, и только потом — с более высоким.

Оба эти механизма обеспечиваются алгоритмом взвешенного случайного раннего распознавания (Weighted Early Random Detect — WRED).

Методы повышения эффективности канала

При передаче мелких пакетов по низкоскоростным соединениям часто возникают проблемы. Например, задержка при разбиении на части 1500-байтового пакета при передаче по 56-килобитовому каналу составляет 214 мсек. Если бы за этим большим пакетом следовал бы голосовой пакет, то его лимит задержки был бы превышен еще до того, как пакет покинул маршрутизатор! Фрагментация и чередование позволяют разделять такие крупные пакеты на пакеты меньшего размера, чередующиеся с голосовыми пакетами. Чередование не менее важно, чем фрагментация. Было бы бессмысленным фрагментировать пакет и направлять голосовой пакет вслед за всеми получившимися фрагментами.

Примечание

Задержка при разбиении на части определяется временем, необходимым для помещения пакета в канал. Для приведенного выше примера получаем:

размер пакета: 1500 байт х 8 бит/байт = 12000 бит

скорость передачи: 56000 бит/с

задержка: 12000 бит / 56000 бит/с = 0,214 с = 214 мс

Другим способом повышения производительности является ликвидация лишних битов служебной нагрузки. Например, заголовок протокола RTP состоит из 40 байтов. В некоторых случаях при полезной нагрузке в 20 байтов служебная нагрузка может оказаться вдвое больше полезной. Сжатие заголовка RTR (результат называется сжатым заголовком протокола реального времени (Compressed Real-Time Protocol — CRTP) позволяет сократить его до более управляемого размера.

Формирование потока и применение политик

Формирование или ограничение потока (shaping) позволяет создать поток данных, ограничивающий потенциал полной полосы пропускания. Формирование потока часто используется для предотвращения описанных во введении проблем переполнения. Например, многие сетевые топологии используют технологию Frame Relay и звездообразную структуру. При этом центральный узел, как правило, имеет высокоскоростной канал (например, Т1), а удаленные узлы — сравнительно низкоскоростные каналы (например, каналы 384 Кбит/с). В этом случае потоки данных, передаваемые из центрального узла, могут переполнить узкую полосу пропускания на другом конце. В этом случае ограничение потоков является эффективным способом настроить скорость передачи данных таким образом, чтобы она была близка к 384 Кбит/с, для предотвращения перегрузки удаленного канала. Данные, передача которых в данный момент превышает возможности канала, помещаются в буфер и передаются позже.

Использование политик аналогично ограничению потоков, однако отличается в одном очень важном пункте: данные, которые не удается передать, не буферизи- руются (они, как правило, отбрасываются).

Примечание

Cisco-реализация политик с использованием согласованной скорости доступа (Committed Access Rate — CAR) позволяет выполнять, кроме отбрасывания данных, еще ряд действий. Однако обычно использование политик позволяет только отбрасывать избыточные данные.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100