Управление очередями (средства предотвращения переполнения в сети)

Предотвращение переполнения является формой управления очередями. Методы устранения перегрузок контролируют интенсивность передачи данных в сети и стремятся предвидеть перегрузки в типичных "узких местах" сети и избегать их, в отличие от методов управления перегрузкой, которые берут на себя контроль перегрузки после того, как она произойдет. Основным средством IOS по предотвращению перегрузок в Cisco IOS является взвешенное случайное раннее выявление (Weighted Random Early Detection — WRED).

WRED: устранение перегрузок

Целью алгоритмов случайного раннего обнаружения (Random Early Detection RED) является предотвращение перегрузок в объединенных сетях прежде, чем они реально возникнут. Алгоритмы RED следят за интенсивностью передачи данных в контрольных точках сети и случайным образом отбрасывают пакеты в случае возникновения признаков переполнения. Результатом отбрасывания является то, что источник обнаруживает отброшенные данные и замедляет их передачу. Первоначально алгоритмы RED предназначались для протокола TCP в IP-средах.

Взаимодействие алгоритма WRED и технологий сигнализации QoS

Алгоритм WRED сочетает в себе возможности алгоритма RED и IP-приоритеты. Это сочетание обеспечивает возможность привилегированной обработки пакетов с высоким приоритетом. При этом могут избирательно отбрасываться данные с низким приоритетом, когда на интерфейсе появляются признаки перегрузки и обеспечивает дифференцированные параметры производительности для разных классов обслуживания (рис. 59.9). Алгоритм WRED также поддерживает использование протокола RSVP и может предоставлять интегрированные службы управляемой нагрузки QoS.

В каждой очереди есть возможность разместить лишь ограниченное количество пакетов. Переполнение очереди может привести к отбрасыванию последних пакетов. Это весьма нежелательно, поскольку отброшенные пакеты могут иметь высокий приоритет, а маршрутизатор не сможет поместить их в очередь. Если очередь не заполнена,

Контролируя глубину очереди (количество пакетов в ней) путем отбрасывания тех или иных пакетов, маршрутизатор делает все возможное, чтобы избежать переполнения очереди и отбрасывания последних пакетов. Это позволяет маршрутизатору отобрать пакеты, которые можно отбросить в случае заполнения очереди. Алгоритм WRED также дает возможность избежать общей перегрузки в объединенной сети. WRED использует минимальные пороговые величины для каждого уровня IP-приоритета, чтобы определить, когда пакет может быть отброшен (при превышении порога пакет становится кандидатом на отбрасывание.) Рассмотрим следующий пример. Глубина очереди: 21 пакет

Минимальный порог отбрасывания для IP-приоритета, равного 0: 20 Минимальный порог отбрасывания для IP-приоритета равного 1: 22

Поскольку минимальный порог отбрасывания для IP-приоритета, равного 0, превышен, такие пакеты в случае возникновении переполнения могут быть отброшены. Однако минимальный порог отбрасывания для IP-приоритета, равного 1, превышен не был, следовательно, эти пакеты отброшены не будут. Если глубина очереди превысит 22, то пакеты с IP-приоритетом, равным 1, также могут быть отброшены. WRED использует алгоритм, который повышает вероятность отбрасывания пакета при увеличении глубины очереди от минимального порога отбрасывания до максимального. При превышении максимального порога все пакеты отбрасываются.

Потоковый RED: RED для потоков не совместимых с TCP

Алгоритм WRED предназначается в первую очередь для TCP-потоков с обратной передачей в случае отбрасывания пакета. Но существуют пакеты, не совместимые с TCP, где нет такой обратной передачи. Для обработки таких потоков используется потоковый алгоритм RED. Этот подход заключается в повышении вероятности отбрасывания, если поток превышает пороговое значение.

Для предотвращения последовательного отбрасывания (linear dumping) пакетов потоковый алгоритм WRED использует следующие два метода:

маршрутизатор может определить приоритет поступающих пакетов и отбрасывать пакеты с низким приоритетом, пропуская пакеты с высоким приоритетом.

Рис. 59.9. WRED предусматривает случайное отбрасывание пакетов при повышении нагрузки

• Классификация входящих данных и разделение их на потоки в зависимости от таких параметров, как адреса и порты источника и получателя.

• Поддержка состояния активных потоков, т.е. тех, пакеты которых находятся в выходных очередях.

Эта классификация и информация о состоянии используется в потоковом WRED для того, чтобы ни один поток не занимал больше ресурсов выходного буфера, чем ему выделено. Потоковый алгоритм WRED определяет, какие потоки монополизируют ресурсы, и применяет к ним более жесткие ограничения.

Алгоритм WRED гарантирует равноправие потоков путем подсчета количества активных потоков, существующих на выходном интерфейсе. Зная число активных потоков и размер выходной очереди, алгоритм WRED определяет количество буферов, доступных для каждого потока.

На случай всплесков при передаче данных алгоритм WRED умножает количество буферов, доступных для каждого потока, на заранее определенный коэффициент и позволяет каждому активному потоку иметь определенное количество пакетов в выходной очереди. Этот коэффициент масштабирования один для всех потоков. Результатом такого увеличенного количества буферов становится установка лимита буферов на один поток. Если поток превышает свой лимит, то вероятность отбрасывания пакетов данного потока возрастает.

Платформа 7500

Программное обеспечение Cisco IOS также обеспечивает распределенное взвешенное случайное раннее распознавание (D-WRED) — скоростную версию WRED, работающую на распределенных VIP-процессорах. Алгоритм D-WRED обеспечивает те же функции, что и WRED, такие как максимальное и минимальное пороговое значения для длины очереди и возможность отбрасывания для каждого класса обслуживания.

Примечание

Хотя IOS позволяет изменять максимальную и минимальную длину очереди и условия отбрасывания, однако изменять стандартные значения этих параметров не рекомендуется. При необходимости изменить их рекомендуется проконсультироваться у специалистов по технической поддержке корпорации Cisco.

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