Приоритетное обслуживание (Priority Queuing)

Сначала необходимо решить отдельную задачу – разбить общий вход- ной поток устройства на классы (приоритеты). Применяют адрес пункта назна- чения, приоритет, идентификатор приложения и т. д. Признак помещают в по- ле приоритета. Если же такое поле в пакете не предусмотрено, приходится раз- рабатывать дополнение к протоколу.

Например, для сети Ethernet был разработан протокол IEEE 802.1 Q/p, в котором вводится специальное трехбитовое поле для приоритета.

Затем пакет помещается в очередь, соответствующую заданному приори- тетному классу.

Пример с четырьмя приоритетными очередями: высокий, средний, нор- мальный и низкий приоритет – приведен на рис. 7.3.

Высокий

 

Входной трафик

 

 

Средний Нормальный Низкий

Обработка

Выходная очередь

Выходной трафик

Приоритеты

Рис. 7.3. Приоритетное обслуживание

Здесь очереди имеют абсолютный приоритет – пока не обработаны паке- ты, из очереди более высокого приоритета не производится переход к более

 

низкоприоритетной очереди. Недостаток: если высока интенсивность высоко- приоритетного трафика, обслуживание низкоприоритетного трафика может со- всем не производиться.

Взвешенные настраиваемые очереди (Weighted Queuing)

Вес класса – процент предоставляемой классу пропускной способности (от полной выходной пропускной способности).

Алгоритм для назначения весов называется настраиваемой очередью (рис. 7.4). Гарантируются некоторые требования к задержкам.

0,1

 

Входной трафик

 

 

Рис. 7.4. Взвешенные настраиваемые очереди

Очереди обслуживаются циклически, и в каждом цикле обслуживания из каждой очереди выбирается такое число байтов, которое соответствует весу этой очереди. Например: цикл = 1 сек., скорость выходного интерфейса = 100 Мбит/с. В каждом цикле из очередей выбираются следующие объемы дан- ных: 1 – 10 Мбит; 2 – 10 Мбит; 3 – 30 Мбит; 4 – 20 Мбит; 5 – 30 Мбит.

Здесь, как и в приоритетном обслуживании, администратор может назна- чать различные длины очередям. Тем самым появляется возможность отбрасы- вания пакетов, то есть сглаживания нагрузки.

3а) Взвешенное справедливое обслуживание (Weighted Fair Queuing – WFQ)

Это сочетание приоритетного обслуживания со взвешенным.

Существует большое число реализаций WFQ в оборудовании разных производителей. Наиболее распространена следующая схема.

Имеется одна приоритетная очередь, все заявки из которой обслуживают- ся в первую очередь. Эта очередь предназначена для системных сообщений, сообщений управления сетью и наиболее критичных и требовательных прило- жений. Предполагается, что обслуживаемый этой очередью трафик имеет не- высокую интенсивность (тем самым остается еще и пропускная способность для других очередей). Остальные очереди просматриваются маршрутизатором по алгоритму взвешенного обслуживания. Веса задаются администратором (рис. 7.5).

 

Приоритетная очередь

 

Входной трафик

 

A                     Обработка Выходная Выходной

очередь

 

B

.

Z                Взвешенное круговое обслуживание

трафик

 

Рис. 7.5. Взвешенное справедливое обслуживание

Механизм кондиционирования трафика не является обязательным. Его задача – это уменьшение скорости входного потока настолько, чтобы она всегда оставалась меньшей, чем скорость продвижения этого потока в узле.

Этот механизм включает в себя выполнение следующих функций.

• Классификация трафика. Задача – выделить в общем потоке пакеты одного потока. Для классификации используются все возможные параметры потока: узел назначения, идентификатор приложения, значение приоритета, метка потока и т. д.

• Профилирование потока на основе правил политики (Policing). Для каждого входного потока имеется его набор параметров QoS – профиль трафи- ка. Профилирование трафика – это проверка соответствия потока параметрам

его профиля. Например, если превышена согласованная скорость, производит- ся отбрасывание или маркировка (для возможности удаления) пакетов. Отбра- сывание позволяет снизить интенсивность потока. При маркировке пакеты со- храняются, но снижается качество их обслуживания. Для проверки использует- ся один из алгоритмов, например, алгоритм «дырявого ведра» (Leaky bucket).

• Формирование трафика (Shaping). Здесь, в основном, стараются сгла- дить пульсацию трафика, чтобы на выходе поток был более равномерным, чем на входе. Это уменьшает очереди в последующих устройствах, а также позво-

ляет сделать поток более равномерным (что, например, полезно в голосовых приложениях).