Реализация очередей для службы ABR

Для трафика, использующего службу ABR, алгоритм обработки очередей также имеет большое значение. По мере совершенствования алгоритмов управления очередями и обратной связи повышается эффективность. Следует отметить, что даже при наличии обратной связи с явной индикацией скорости по каждому виртуальному каналу полоса пропускания может использоваться неэффективно, если алгоритм вычисления оптимальной скорости передачи недостаточно устойчив. «Правильный» алгоритм должен включать в себя управление буферами и скоростью передачи, а также распределение полосы пропускания по каналам в соответствии с потребностями соединений.

В табл. 15.10 описаны различные алгоритмы очередей при использовании службы ABR. В данной таблице слово «Высокая» означает эффективность, ориентировочно равную 95 %, а «Очень низкая» – 0-20 %.

Таблица 15.10. Эффективность алгоритмов очередей для службы ABR

Очередь, реализованная по алгоритму FIFO с явной индикацией перегрузки, не гарантирует правильного распределения полосы пропускания между отдельными виртуальными соединениями. Многие соединения будут работать с очень малой скоростью из-за перегрузок сетевых устройств. Обратная связь является неэффективной и зависит от времени прохождения управляющих ячеек. Иными словами, она определяется длительностью цикла прохождения по сети прямой и обратной управляющей ячеек. Степень использования свободной полосы пропускания при работе этого алгоритма очень низкая.

Алгоритм с раздельным учетом ресурсов для каждого соединения с явной индикацией перегрузки обеспечивает приемлемые условия для работы всех виртуальных соединений, однако перегрузка в одном из соединений способна помешать функционированию остальных. Как и в предыдущем случае, механизм обратной связи работает неэффективно и зависит от времени прохождения по сети служебных ячеек. Эффективность использования свободной полосы пропускания сети – низкая.

Раздельные очереди для каждого канала в сочетании с индикацией перегрузки обеспечивают требуемые условия для всех виртуальных каналов, а перегрузка в одном из них не влияет на работу остальных. Этот вариант также страдает от недостаточной информативности обратной связи, а его эффективность зависит от времени обращения служебных ячеек. Степень использования свободной полосы пропускания – средняя.

Раздельный учет ресурсов для каждого соединения с явной индикацией скорости передачи гарантирует необходимые условия для работы всех виртуальных соединений. Однако перегрузка в одном из них может нарушить работу остальных соединений. Обратная связь работает эффективно, так как обеспечивается учет скорости передачи. Эффективность использования свободной полосы пропускания сети – средняя.

Раздельные очереди для каждого соединения в сочетании с индикацией скорости передачи обеспечивают требуемые условия для всех виртуальных соединений. При этом перегрузка в одном соединении не влияет на работу других. Обратная связь с учетом скорости передачи работает эффективно. Однако она зависит от времени прохождения по сети служебных ячеек. Эффективность использования свободной полосы пропускания – высокая.

И, наконец, раздельные очереди для каждого соединения с механизмом виртуальных отправителей и адресатов обеспечивают требуемое распределение полосы пропускания между виртуальными соединениями, а перегрузка в одном из соединений не влияет на работу других. Обратная связь эффективна, так как ее время определяется временем прохождения служебных ячеек между парой VS/VD. Эффективность использования свободной полосы пропускания – очень высокая.

Методы отбрасывания пакетов

В технологии ATM отсутствует механизм восстановления потерянных ячеек. Ввиду этого, при потере ячейки, принадлежащей определенному пакету, сам пакет не восстанавливается, а пересылается заново. При этом все остальные ячейки пакета отбрасываются.

Сеть ATM обрабатывает перегрузки с помощью механизма отбрасывания ячеек. При этом отбрасываемые ячейки могут быть частью различных пакетов (AAL PDU). В некоторых случаях при отбрасывании ячеек протоколы верхних уровней, например TCP, выполнят повторную передачу всего пакета со всеми его ячейками. Это может привести к возникновению перегрузок в сети. Механизм отбрасывания пакетов отбрасывает только те ячейки, которые принадлежат одному пакету. Поясним это подробнее. Если отбрасывается одна ячейка в пакете, то коммутатор ATM после этого отбросит все ячейки данного пакета. Коммутатор будет продолжать отбрасывать ячейки до тех пор, пока не увидит указатель конца пакета в заголовке очередной ячейки.

Существует два основных механизма извлечения из сети поврежденных пакетов: ранний сброс пакета (Early Packet Discard, EPD – см. выше) и сброс остатков пакета (Tail Packet Discard, TPD). Остановимся на методе сброса остатка пакета. Он удаляет остатки пакета при обнаружении потери хотя бы одной ячейки. Этот метод применяется как при перегрузке, так и в ситуации, когда ячейки не укладываются в отведенный им временной интервал, например, при передаче видеоинформации – это делается для того, чтобы избежать искажения. Принадлежность ячейки к определенному пакету коммутатор определяет с помощью поля РТ в ее заголовке.

При необходимости коммутатор может производить выборочный сброс ячеек с использованием механизма раннего сброса пакета EPD (рис. 15.12). Этот механизм используется в критической ситуации для предотвращения перегрузок. При этом строго регламентированы пакеты, ячейки которых отбрасываются. Этот метод позволяет избежать случайного отбрасывания ячеек. Механизмы EPD и TPD позволяют заметно повысить эффективность сети.