Опыт создания и эксплуатации сетей передачи данных показал, что система динамического управления потоками данных является обязательным элементом сетевого оборудования. Под «управлением потоками» будем понимать совокупность механизмов, управляющих доступом к сетевым ресурсам и обеспечивающих согласование параметров сети и пользовательского трафика. Задачей системы управления потоками является предотвращение и устранение перегрузок и разрешение тупиковых ситуаций. При этом система управления потоками должна функционировать так, чтобы был обеспечен принцип «справедливого распределения ресурсов» (см. п. 2.3.2) и гарантированы требуемые показатели качества обслуживания для пользователей.

- Под перегрузкой понимается такое состояние сети, при котором основные показатели качества обслуживания существенно ухудшаются. В зависимости от типа сети эти ухудшения могут выражаться в увеличении числа потерянных пакетов и в увеличении средних значений и джиттера задержки. Перегрузки могут возникать как на отдельных участках сети (локальные перегрузки), так и распространяться на всю сеть (глобальные перегрузки).

В сети Интернет состояние перегрузки характеризуется резким ростом размеров очередей в отдельных узлах. В случае, если отсутствует механизм контроля/управлення перегрузкой, или он не справляется с возложенными иа него задачами, это может привести к невозможности доступа пользователей к ресурсам отдельных участков, а в отдельных случаях - к ресурсам всей сети в целом. Такое состояние определяется как блокировка сети, конкретно для определения блокировки в Интернете используется термии Internet meltdpwn. Производительность сети (число обслуженных пакетов) стремится к нулю, задержки - к бесконечности Также перегрузку для сети Интернет можно определить как такое состояние сетевых узлов, когда сеть ие может гарантировать требуемое качество обслуживания для уже установленных соединений, а также и для устанавливаемых соединений. Как правило, перегрузка может быть вызвана флуктуациями потоков трафика или выходом из строя какого-либо сетевого элемента, что может привести как к несоблюдению обязательств сети по обеспечению качества обслуживания существующих соединений, так и невозможностью установления нового соединения с запрошенным качеством обслуживания.

В истории Интернета существует ряд случаев, определяющих развитие механизмов управления перегрузками от простейших до самых современных. Следует отметить случай, описанный в [RFC896], когда ошибка в реализации протокола TCP привела к перегрузке на сегменте сети н могла привести к дисфункции всей сети ARPANET.

В 1980 году в ставшей классической работе [Gerla80] Mario Gerla и Leonard Kleinrok доказали факт, что в условиях перегрузки производительность сети может быть меньше нежели производительность сети, в которой действуют механизмы динамического управления доступом к ресурсам и контроля за их параметрами. Приведенные факты можно представить в виде иллюстраций (рис. 2.1), где для канала с максимальной пропускной способностью С представлены зависимости обслуженного потока Л_выхи обшесегевой задержки Т₃от интенсивности входящего потока Л_а. Эти зависимости объясниют поведение сети при наступлении перегрузок, НОСЯТ ЧИСТО 4 ствениый характер и показывают влияние системы управления * ками на показатели качества функционирования сети. Зависимов&Л соответствует идеальному поведению сети при увеличении ВХОДІ нагрузки, зависимости 2 и 4 - режиму отсутствия управления шм ками, зависимости 3 и 5 характеризуют поведение показателей ка*в ства обслуживания при работе системы управления потоками.-и рис. 2.2 представлены те же зависимости с указанием названий оф стей нагрузки в случае применения на сети механизмов борьбы с ПйШ регрузками.^:ifp

Постоянный интерес специалистов в области проектирования «i тей к механизмам борьбы с перегрузками объясняется, в первую оче$ редь, тем, что, как отмечено в (Yanovsky94], архитектура сет*щ

Рис. 2.1. Зависимости производительности сети и задержки от интенсивности входящей нагрузки

Рис. 2.2. функционирование механизмов борьбы с перегрузками ■ принципы ее функционирования и внешние характеристики определяются механизмами физического, канального, сетевого и транспортного уровней. Причем эти механизмы оказывают существенное влияние на использование ресурсов сети и тесно связаны с контролем потоков и ограничения нагрузки. Следовательно, схемы контроля, созданные для одного типа сетей, как правило, неэффективны в сетях другого типа.

Кроме того, необходимо отметить фактор влияния профиля нагрузки на качество функционирования механизмов. Внедрение таких новых приложений в сети Интернет как передача компрессированной речи, видео, и, в целом, мультимедийный трафик, определяет новые требования к методике контроля и управления трафиком. Практически каждое новое приложение предъявляет свои собственные требования по показателям качества обслуживания. В первую очередь, именно эти факторы и определяют необходимость разработки новых методов и механизмов управления потоками и борьбы с перегрузками.

⇐Управление сетевым трафиком | Управление трафиком и качество обслужевания в сети | Общие подходы к построению механизмов управления перегрузками на сети⇒