Управление потоком в сети и модель скользящего окна

На сетевом уровне, в отличии от канального, в котором управление идет между двумя точками, должно быть организовано управление потоком по всему виртуальному каналу от источника до получателя. При этом предполагается, что канальный уровень справляется со своими задачами и ошибок в передаче между узлами нет.

Если в сеть поступает большое число пакетов, то заметно растут задержки; производительность, измеряемая числом пакетов, доставляемых по назначению в единицу времени, начинает снижаться. Если поступающая нагрузка достаточно высока, может даже возникнуть тупиковая ситуация, когда все накопители оказываются переполнены, поступление нагрузки прекращается и производительность падает до нуля.

Для предотвращения возникновения тупиковых ситуаций существуют специальные методы. Наиболее распространенным является метод скользящего окна.

Окно – это неподтвержденные пакеты, находящиеся в виртуальном канале.

В данном случае – частный случай замкнутой сети массового обслуживания. Здесь источник и получатель связаны дополнительной искусственной системой обслуживания, обозначаемой М+1, интенсивность обслуживания которой равна , что соответствует интенсивности входящего потока в ВК. По замкнутой системе циркулирует фиксированное число N пакетов. Отметим теперь, как эта модель замкнутой системы охватывает механизм скользящего окна. Если в ВК (верхние М систем обслуживания) находятся N пакетов, нижняя система обслуживания М+1 пуста и обслуживать не может. Это моделирует состояние блокировки, которое пакеты встречают при поступлении в момент исчерпанного окна. В момент, когда один из N пакетов в ВК поступает к получателю, он появляется в системе обслуживания М+1 и источник теперь может доставить пакеты с пуассоновской интенсивностью . Это имеет место всегда, если в ВК находится менее N пакетов; тогда остальные накапливаются в искусственной системе обслуживания М+1.

Теорема Нортона: в сети массового обслуживания любой участок сети, содержащий несколько узлов, может быть заменен одним эквивалентным узлом, производительность которого зависит от состояния преобразуемого участка сети.