Введение разных классов обслуживания

Единственно приемлемым для практики является обеспечение качества обслу­живания в нагруженной сети. Для упрощения понимания будем пока делить все потоки на два класса — чувствительный к задержкам (трафик реального времени, например голосовой) и эластичный, допускающий большие задержки, но чувст­вительный к потерям данных.

Мы точно не знаем зависимость задержек от коэффициента использования ре­сурса, но знаем общий вид этой зависимости. Если мы обеспечим для чувстви­тельного к задержкам трафика коэффициент загрузки каждого ресурса не более 0,2, то, очевидно, что задержки в каждой очереди будут небольшими и скорее всего приемлемыми для многих типов приложений этого класса. Для эластично­го трафика, слабо чувствительного к задержкам, можно допустить более высо­кий коэффициент загрузки, но не более 0,9. Для того чтобы пакеты этого класса не терялись, нужно предусмотреть для них буферную память, достаточную для хранения всех пакетов периода пульсации. Эффект от такого распределения за­грузки ресурса иллюстрирует рис. 7.8.

1 М ►Р 0,2 0,5 0,9 1 Рис. 7.8. Обслуживание эластичного и чувствительного к задержкам трафика

Задержки чувствительного к-задержкам трафика равны w_s, а задержки эластич­ного трафика — w_e.

Чтобы добиться различных коэффициентов использования ресурсов для разных классов трафика, нужно в каждом коммутаторе для каждого ресурса поддержи­вать две разные очереди. Алгоритм выборки пакетов из очередей должен отда­вать предпочтение очереди чувствительных к задержкам пакетов. Если бы все пакеты первой очереди обслуживались приоритетно, а пакеты второй очереди — только тогда, когда первая очередь пуста, то для трафика первой очереди трафик второй очереди фактически перестал бы существовать. Поэтому если отношение средней интенсивности приоритетного трафика к производительности ресур­са р равно 0,2, то и коэффициент загрузки для него равен 0,2. А вот для эластич­ного трафика, пакеты которого всегда ждут обслуживания приоритетных пакетов, коэффициент загрузки подсчитывается по-другому. Если средняя интенсивность эластичного трафика равна Х₂, то для него ресурс будет загружен на (А,! + Х,₂)/ц. Так что если мы хотим, чтобы для эластичного трафика коэффициент загрузки составлял 0,9, то его интенсивность должна находиться из соотношения Х,₂/р = 0,7.

Основная идея, лежащая в основе всех методов поддержания характеристик QoS, заключается в следующем: общая производительность каждого ресурса должна быть разделена между разными классами трафика неравномерно.

Можно ввести более чем два класса обслуживания и стараться, чтобы каждый класс работал на своей части кривой задержек. Если такая задача решена, то мож­но обеспечить улучшение характеристик QoS за счет других методов, например снижая пульсацию трафика. Осталось выяснить, каким образом можно обеспе­чить такие условия для разных классов трафика в каждом узле сети.

Эта задача решается на протяжении всего времени существования пакетных се­тей, то есть уже более тридцати лет. Долгое время пакетные сети передавали только эластичный трафик, поэтому основными требованиями QoS были мини­мизация потерь пакетов и удержание коэффициента нагрузки каждого ресурса сети не выше 0,9. Методы, решающие эту задачу, носят название методов кон­троля перегрузки.

С появлением в начале 90-х чувствительного к задержкам трафика ситуация ус­ложнилась и начались поиски новых методов. Собственно, термин «качество об­служивания» появился именно в это время, отражая более детальные и диффе­ренцированные требования разных типов трафика к сети.