Blog archive - якість обслуговування (qos) і принципи завдання пріоритетів
Якість обслуговування (QoS) і принципи завдання пріоритетів
Ряд виробників заявляє, що їх пристрої можуть функціонувати на другому, третьому і четвертому рівнях і що інформація четвертого рівня спрощує надання QoS конкретним додатків. Але, функціональність четвертого рівня часто викликає сумніви, і очевидно, що функції третього рівня необхідні для забезпечення QoS. По суті, QoS - це здатність диференціювати різні типи трафіку або види сервісу таким чином, що деяким з них міг бути наданий пріоритет по відношенню до інших. Це робиться за допомогою таких методів:
- за рахунок попереднього резервування смуги пропускання для трафіку з відомими параметрами (наприклад, значеннями середньої інтенсивності і величини пульсації),
- примусового профілювання вхідного трафіку, що підтримує коефіцієнт навантаження пристрою на потрібному рівні;
- використання складних алгоритмів керування чергами
Найчастіше в маршрутизаторах і комутаторах застосовуються такі алгоритми обробки черг:
- традиційний алгоритм FIFO,
- пріоритетне обслуговування (Priority Queuing), яке також називають «переважною»,
- зважені настроюються черзі (Weighted Fair Queuing, WFQ),
Кожен алгоритм розроблявся для вирішення певних завдань і специфічним чином впливає на якість обслуговування різних типів трафіку в мережі. Можливо і комбіноване застосування цих алгоритмів.
Традиційний алгоритм FIFO
Принцип алгоритму в тому, що в разі перевантаження пакети поміщаються в чергу, а при зникненні перевантаження передаються на вихід в тому порядку, в якому надійшли (First In - First Out, «першим прийшов - першим пішов»). Черги FIFO необхідні для нормальної роботи мережевих пристроїв, але вони недостатні для підтримки диференційованого якості обслуговування.
Механізм пріоритетною обробки трафіку заснований на поділі всього мережевого трафіку на невелику кількість класів, а потім призначення кожного класу деякого числового ознаки - пріоритету.
Зважені настроюються черзі
Алгоритм зважених черг (Weighted Queuing) розроблений для того, щоб можна було надати всім класам графіка певний мінімум пропускної здатності або гарантувати деякі вимоги до затримок. Під вагою даного класу розуміється відсоток надається класу трафіку пропускної здатності від повної пропускної здатності вихідного інтерфейсу. Алгоритм, в якому вага класів трафіку може призначатися адміністратором, називається «настроюється чергою» (Custom Queuing). У разі, коли ваги призначаються автоматично, на підставі деякої адаптивної стратегії, реалізується так званий алгоритм «зваженого справедливого обслуговування» (Weighted Fair Queuing, WFQ).
Як при зваженому, так і при пріоритетному обслуговуванні, трафік ділиться на кілька класів для кожного з яких ведеться окрема черга пакетів. Але з кожною чергою зв'язується не її пріоритет, а відсоток пропускної здатності вихідного інтерфейсу, що гарантується даному класу трафіку при перевантаженнях цього інтерфейсу.
Зважені настроюються черзі
Пріоритети задають на підставі проектів стандартів 802.1p і 802.1Q. спрощують завдання пріоритетів для одного типу трафіку (такого, як мультимедіа) по відношенню до іншого (наприклад, електронною поштою).
Проект стандарту 802.1p є розширення стандарту для мостів 802.1D, де описується спосіб реалізації пріоритетів в мостах рівня MAC. Проект стандарту 802.1Q містить схеми завдання пріоритетів для віртуальних локальних мереж.
Стандарт 802.1p забезпечує переважну черговість і доступ до ресурсів за рахунок збільшеного розміру кадру.
Стандарт 802.1Q вводить мітки для VLAN. за допомогою яких комутатори можуть обмінюватися інформацією про те, які пакети належать до конкретної VLAN. По суті, 801.2Q реалізується за допомогою введення чотирьох додаткових байтів в заголовок кадру.
Деякі виробники зіткнулися з труднощами при впровадженні стандарту, так як багато пристроїв не здатні обробляти кадри довжиною понад 1518 байт. Стандарт 802.1Q передбачає дві схеми реалізації: подовження кадру на чотири байти або скорочення сегмента корисного навантаження на чотири байти. Це веде до проблем сумісності, так як виробники реалізують стандарт обома способами.