Узкие места в сети
Управление потоком с использованием плавающего окна дает возможность получателю задавать скорость работы отправителя. Получатель в этом случае только подтверждает полученные сегменты и расширяет свое окно приема в соответствии с наличием свободного буферного пространства. А если учесть, что данные (в конечном счете) не могут быть отосланы без подтверждения, то можно говорить, что скорость передачи данных определяется скоростью поступления подтверждений на прием предыдущих посланных сегментов.
Однако при использовании протокола TCP скорость поступления подтверждений определяется так называемыми узкими местами между отправителем и получателем. Под термином «узкое место» понимается либо какое-то устройство, либо часть канала, имеющие значительно меньшие скоростные параметры, чем весь канал в целом. Этим узким местом может быть либо получатель, либо сама сеть.
Узкое место между отправителем и получателем может располагаться где угодно в сети. Узкие места могут быть логическими и физическими. На рис. 7.11 показан пример образования логических и физических узких мест. В этом примере отправитель имеет пропускную способность 10 Мбит/с. Поэтому для работы протокола TCP канал со скоростью 1.5 Мбит/с между маршрутизаторами становится узким местом. Это физическое узкое место. Так как скорость передачи невелика, то после достижения устойчивого состояния протокол TCP будет эффективно использовать доступную скорость. Однако наиболее часто узкие места являются логическими и образуются из-за очередей на маршрутизаторах, коммутаторах или получателе. Задержки в очередях, как правило, подвержены флуктуациям (см. приложение 4) и усложняют процесс формирования устойчивого потока.
Флуктуация задержек, которая имеет место в распределенных IP-сетях, затрудняет выбор политики отправки данных протоколом TCP на стороне отправителя. Если поток имеет слишком маленькую скорость, то распределенная сеть будет использоваться неэффективно. Если один или несколько отправителей использует повышенную скорость, то другие потоки TCP будут «зажаты» потоками этих отправителей. Если же множество отправителей TCP используют чрезмерно высокую скорость, то сегменты будут теряться при передачах, приводя к повторным передачам; или подтверждения будут сильно задерживаться, что также приводит к ненужным повторным передачам. Более того, подобные повторные передачи могут иметь эффект положительный обратной связи: чем больше сегментов посылается повторно, тем больше растет перегрузка, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему повышению задержек и к увеличению числа отброшенных сегментов. Все это вместе приводит к увеличению числа повторных передач, что в еще большей степени усугубляет перегрузку.
Рассмотрим случай, когда узкое место находится где-то в сети. На рис. 7.12 показан низкоскоростной канал между отправителем и получателем. Ширина этого канала пропорциональна скорости передачи данных. Отправитель и получатель подключены к высокоскоростным сетям и поэтому каждый из них может работать с высокой скоростью. Канал из-за своей низкой скорости изображен на рис. 7.12 тонким. Он как раз и создает узкое место. На рис. 7.12 каждый посланный сегмент с данными изображается прямоугольником, чья площадь пропорциональна количеству байт информации в этом сегменте. Поэтому, когда сегмент проходит по узкому каналу, он как бы вытягивается в длину и, соответственно, увеличивается время его прохождения по каналу. Время прохождения сегмента через определенную точку медленного канала обозначим Рb: это разница между временами пересечения этой точки передней и задней границами сегмента. Предположим, что на медленном канале сегменты идут вплотную друг к другу, то есть задняя граница первого сегмента примыкает к передней границе второго сегмента. Поэтому Pb определяет и время прохождения через точку в канале передних границ обоих сегментов. При поступлении сегментов в высокоскоростной канал это время (между передними границами) сохраняется даже с учетом повышения скорости передачи данных, так как время между поступлениями не меняется. А так как сегмент на высокоскоростном канале как бы сжимается по длине и увеличивается в ширину, то теперь это время состоит из времени прохождения самого сегмента и времени на паузу до передней границы следующего сегмента, то есть Рr=Рb. Если получатель подтверждает сегменты в момент поступления, то время между отсылками подтверждающих сегментов (АСК-сегментов) Аr на выходе от получателя равно Рr. И, наконец, мы получаем, что Ab, будет равно Ar, а Аs равно Ab,.
При переходе системы в устойчивое состояние после начальной попытки работать с большой скоростью скорость передачи сегментов сравняется со скоростью поступления подтверждений. Очевидно, что скорость отправки сегментов будет равна скорости самого медленного канала. Можно сказать, что протокол TCP автоматически определяет узкое место в сети и регулирует свой поток. Этот процесс называется самосинхронизацией (self-clocking). Самосинхронизация работает хорошо, если узким местом является получатель.
- Максим Кульгин Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия
- Часть I основы корпоративных сетей.
- 1. Базовые сетевые технологии
- Соединения и каналы
- Технологии b-isdn и atm
- Технология Frame Relay
- Технология isdn
- Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- Технология sonet
- Технология smds
- Технология Ethernet
- Дальнейшее развитие технологии Ethernet
- Технология 100vg-AnyLan
- 2. Методология построения корпоративной сети
- Сравнение современных технологий передачи данных
- Требования к сети
- Архитектура сети
- Магистраль на базе коммутации ячеек
- Маршрутизация
- Коммутация
- Выделение маршрутов
- Сетевые шаблоны
- Сетевой шаблон глобальной сети
- Сетевой шаблон городской сети
- Шаблон городской сети с технологией sonet/sdh
- Шаблон городской сети с передачей atm поверх sonet/sdh
- Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети
- Сетевой шаблон центрального офиса
- Реализация доступа и магистрали
- Критерии выбора технологии
- 3. Качество обслуживания в современных сетях
- Характеристики трафика
- Трафик разных приложений
- Качество обслуживания «на самоокупаемости»
- Обзор технологий качества обслуживания
- Обеспечение перекрывающей пропускной способности
- Приоритетные очереди в маршрутизаторах
- Протокол резервирования ресурсов
- Установление приоритетов в виртуальных сетях
- Качество обслуживания в сетях Frame Relay
- Качество обслуживания в сетях atm
- Рекомендации
- 4. Модель и уровни osi
- Эталонная модель osi
- Протоколы и интерфейсы
- Уровни модели osi Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Уровень представления
- Прикладной уровень
- Назначение уровней модели osi
- 5. Основные типы сетевых устройств
- Витая пара
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный кабель
- Сетевые адаптеры
- Концентраторы
- Коммутаторы
- Коммутация «на лету»
- Коммутация с буферизацией
- Бесфрагментная коммутация
- Дополнительные функции коммутаторов
- Протокол stp
- Протокол stp и виртуальные сети
- Протокол stp: заключение
- Маршрутизаторы
- Брандмауэры
- Часть II стек протоколов тср/ip
- 6. Ip и другие протоколы нижнего уровня
- Протокол ip
- Протокол arp
- Протокол 1смр
- Протокол udp
- Протокол rtp
- Адресная схема протокола ip
- 7. Протокол tcp
- Формат заголовка
- Состояние системы
- Блок управления передачей
- Установление и закрытие соединений
- Плавающее окно
- Пропускная способность
- Контроль за перегрузками
- Управление потоком данных
- Политики отправки и приема сегментов
- Таймер повторной передачи
- Адаптивный таймер повторной передачи
- Узкие места в сети
- Протокол tcp в сетях atm
- 8. Маршрутицазия протокола ip
- Автономные системы
- Подсети
- Маска подсети
- Протокол rip
- Маска подсети переменной длины
- 9. Протоколы маршрутизации Протокол ospf
- Протоколы igrp и eigrp
- Протоколы политики маршрутизации egp и bgp
- Протокол igmp
- Алгоритмы построения дерева доставки
- Магистраль mbone
- Протоколы групповой маршрутизации Протокол dvmrp
- Протокол mospf
- Протокол рiм
- Бесклассовая междоменная маршрутизация
- Часть III Технология atm
- 10. Введение в технологию атм
- Появление atm
- Форум atm
- Основные компоненты atm
- Уровни atm
- Уровень адаптации atm
- Уровень atm
- Физический уровень
- Прямая передача ячеек
- Использование транспортных кадров
- Использование plcp
- Интерфейсы atm
- Мультиплексирование в сетях atm
- Инверсное мультиплексирование
- Безопасность в сетях atm
- Сигнализация atm
- 11. Основы технологии атм Соединения atm
- Сети без установления соединения
- Сети с установлением соединения
- Виртуальные соединения в сетях atm
- Типы виртуальных соединений
- Виртуальные пути и виртуальные каналы
- Установление соединений atm
- Ячейки atm
- Сети с передачей ячеек
- Формат ячеек atm
- Ячейки формата uni
- Ячейки формата nn1
- Подготовка ячеек к передаче
- Уровень адаптации aal1
- Уровень адаптации aal3/4
- Уровень адаптации aal5
- Адресация atm
- Адрес dcc aesa
- Адреса icd и е.164 aesa
- Управление адресами
- 12. Коммутация и маршрутизация в атм Коммутаторы atm
- Архитектура коммутаторов atm
- Интеграционные функции коммутаторов
- Управляемость
- Маршрутизация в atm
- Протокол маршрутизации запросов pnni
- Протокол сигнализации pnni
- Качество обслуживания
- Протокол tcp
- Протокол udp
- Резервирование ресурсов и протоколы управления потоком данных
- Организация очередей в маршрутизаторе
- Метод явного контроля скорости
- 14. Интегрированные и дифференцированные услуги Качество обслуживания
- Интегрированные услуги
- Сервисные уровни обслуживания
- Сервисное управление нагрузкой
- Гарантируемое обслуживание
- Протокол резервирования ресурсов rsvp
- Стили резервирования
- Развитие сетей с is
- Дифференцированные услуги
- Архитектура системы с предоставлением ds
- Граничные устройства домена ds
- Внутренние устройства домена ds
- Выходные домены
- Использование протокола rsvp в сетях с ds
- 15. Управление трафиком в атм
- Трафик-контракт
- Параметры трафика
- Категории сервиса
- Связь механизмов управления трафиком
- Контроль за установлением соединения
- Контроль за использованием полосы пропускания
- Формирование трафика
- Контроль потока abr
- Контроль приоритетов
- Организация очередей в коммутаторах
- Реализация очередей для службы ubr
- Реализация очередей для службы abr
- Методы отбрасывания пакетов
- Адаптивное управление буферами в коммутаторах
- 16. Интеграция с атм
- Протокол ip поверх atm
- Передача ip-Дейтаграмм по сети atm
- Взаимодействие устройств в одной логической подсети
- Групповая доставка информации в сети atm
- Взаимодействие устройств в разных логических подсетях
- Протокол nhrp
- Оценка потерь при работе протокола ip поверх atm
- Передача ip-дейтаграмм в кадрах sonet
- Технология эмуляции локальной сети — lane
- Концепция lane
- Технология мроа
- Клиент мроа
- Сервер мроа
- Взаимодействие технологий мроа и nhrp
- Масштабируемость в глобальных сетях
- Технология Tag Switching фирмы Cisco
- Технология aris фирмы ibm
- Технология mpls комитета ietf
- Перспективные разработки. Рекомендации
- Взаимодействие технологий atm и Frame Relay
- 17. Интеграция маршрутизации и коммуникации
- Общие вопросы выбора технологий
- Коммутирующие маршрутизаторы
- Коммутация третьего уровня в atm
- Технологии фирм Ipsilon и Toshiba
- Технология FastIp фирмы 3Com
- Технология NetFlow фирмы Cisco
- Технология SecureFast фирмы Cabletron
- Технология Multiprotocol Switched Services фирмы ibm
- 18. Мультимедиа в сети
- Передача видеоинформации
- Технические требования к передаче видеоинформации в сетях atm
- Некоторые рекомендации по созданию сетей atm с видео
- Передача голоса
- Часть V Приложения
- 1. Стандарты стека протоколов tcp/ip
- 2. Порты протоколов tcp и udp
- 3. Выделение ip - подсетей
- 4. Теория очередей и расчет параметров сети
- 5. Организации по стандартизации
- 6 Список фирм - членов Форума атм
- 7. Спецификации Форума атм
- 8. Список терминов
- 9. Список литературы Основная литература
- Дополнительная литература Технология atm и протокол ip поверх atm
- Технология качества обслуживания
- Система ip-адресаиии
- Некоторые ресурсы Internet
- Алфавитный указатель
- Оглавление
- Часть I 3
- Часть II 109
- Часть III Технология atm 207
- Часть IV 269
- Часть V Приложения 402