Рівні керування трафіком

Керування потоком даних (трафіком) у мережі полягає у забезпеченні максимальної швидкості передачі пакетів без перевантажень мережі та істотних затримок (заторів) на окремих її ділянках. Для підвищення ефективності функціонування комп’ютерних мереж керування потоками здійснюється на різних функціональних рівнях (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Керування потоками на різних функціональних рівнях, де:

АПД – апаратура передачі даних; КУД – кінцеве устаткування даних;

ВК – вузол комутації

У найпростішому випадку керування потоком здійснюється на канальному рівні. Керування потоком на рівні мережі передачі даних має багато спільного з керуванням потоком на канальному рівні, проте у цьому разі має забезпечуватися виконання низки додаткових функцій. Так для уникнення заторів використовуються спеціальні керуючі повідомлення, які передаються між вузлами мережі передачі даних, і чим більше у мережі циркулює керуючих повідомлень, тим меншою є можливість появи заторів. Однак велика кількість таких повідомлень знижує ефективну пропускну здатність мережі. Тому виникає потреба у виборі оптимального співвідношення між імовірністю блокування і необхідною інтенсивністю керуючих пакетів.

Керування потоком повідомлень передбачає також регулювання інтенсивності надходження повідомлень, яке іноді називається «керування темпом». Кожний підключений до мережі пристрій працює з певною швидкістю, тому можлива ситуація, при якій передавальна система видаватиме потік повідомлень зі швидкістю, яка перевищує швидкість роботи приймальної системи, — це також призводить до перевантаження мережі. Ефективним способом запобігання подібним перевантаженням є так званий контроль мережі входів, який передбачає оповіщення про затори, що починаються, за допомогою керуючих сигналів з подальшим зниженням швидкості вхідного потоку інформації. Надалі, зі зменшенням перевантаження, швидкість вхідного потоку знову може збільшитись. Рівень керування розглядається відносно точки доступу до комп’ютерної мережі (мережа — кінцеве устаткування даних).

Наступним рівнем керування потоком є рівень взаємодії пристроїв кінцевого устаткування даних. Керування потоком на цьому рівні пов’язане з проблемою обробки повідомлень у пристроях кінцевого устаткування даних і, насамперед, зі складанням повідомлень. Однією з причин утворення заторів потоку даних є складання повідомлень, яке зазвичай здійснюється у буферній пам’яті вузла одержувача інформації. Можлива ситуація, при якій буферна пам’ять буде цілком завантажена повідомленнями, і вузол не зможе приймати нові пакети, потрібні для остаточного складання повідомлень. Це призводить до ситуації безвиході у мережі. Затримка у складанні повідомлень може спричинятися тим, що один з пакетів, необхідних для складання повідомлення, затриманий проміжним вузлом комутації або загублений. Порівнюючи дейтаграмний спосіб передачі даних і метод віртуальних каналів, слід зазначити, що останній є більш ефективним за необхідності складання пакетів, проте якщо один із вузлів вийде з ладу, на віртуальному маршруті виникає потреба у його перевизначенні. При цьому за певних умов існує можливість затору пакетів.

Керування потоком на рівні взаємодії процесів в основному визначається характеристиками цих процесів і меншою мірою залежить від мережі передачі даних.

Адаптивні алгоритми маршрутизації у процесі роботи враховують завантаження каналів передачі даних, коригуючи маршрути, що за певних умов може спричинити пересилання пакетів між сусідніми вузлами комутації майже без просування їх до вузла-одержувача. Така «штовханина» пакетів призводить до різкого зниження продуктивності мережі і навіть до її повного блокування.