Категории реакции сети на перегрузки

 

Категория	Уровень ячейки	Уровень пачки	Уровень вызова
Менеджмент	Сброс ячеек при контроле пара­метров пользователя	Распределение ресур­сов	Проектирование сети, управление доступом
Предотвра­щение	Явное прямое указание пере­грузки (EFCI), контроль парамет­ров пользователя	Контроль потока на основе окна, скорости или кредита	Блокировка доступа
Восстанов­ление	Селективный сброс ячеек, дина­мическое задание параметров контроля пользователей	Обратная связь при потерях	Распределение части со­единений. Вмешательство сетевых операторов

 

 

Менеджмент перегрузок.

Менеджмент перегрузки осуществляется в области, где перегрузки нет, с целью, чтобы перегруз­ка не появлялась.

Основными мерами защиты от перегрузок в этом случае являются: распределение ресурсов, сброс ячеек при контроле параметров пользователя, контроль доступа в сеть по пиковой скоро­сти, гарантирующий отсутствие перегрузки полосы пропускания, и построение сети.

 

К распределяемым ресурсам относятся:

- пропускная способность цифровых трактов;

- емкость буферных устройств;

- параметры, по которым осуществляется контроль пользователя и сетевой контроль;

- параметры соединений виртуальных путей.

Если при контроле параметров пользователя и сетевых параметров осуществляется сброс неконформных ячеек, превышающих пиковую скорость, а все канальные и буферные ресурсы распреде­лены по пиковой скорости, то перегрузки в такой сети возникнуть практически не могут. Хотя при таком подходе можно полностью исключить перегрузки, однако в этом случае сетевые ресурсы используются крайне не эффективно.

Предотвращение перегрузок - это, с одной стороны, попытка избежать сильных перегрузок, но, с другой стороны, попытка работать в области больших поступающих нагрузок. Другими сло­вами - это попытка работать "на грани фола", обеспечивая максимум использования реальной пропускной способности сети.

 

 

Предотвращение перегрузок.

Основными методами предотвращения перегрузок являются:

- так называемое явное прямое указание перегрузки (EFCI - Explict Forward Congestion Indication);

- маркировка ячеек при контроле параметров пользователя;

- управление доступом в сеть на основе доступной скорости по принципу "overbooking" (см. далее);

- блокировка вызовов;

- контроль потока служб ПД без установления соединения на основе окна, скорости и кре­дита (см. далее).

 

Указание перегрузок.

Элементы сети в состоянии перегрузки имеют возможность записать в поле типа полезной на­грузки комбинацию 110, которая является указанием перегрузки EFCI.

При обнаружении ячейки с указанием перегрузки EFCI на маршруте движения ячейки, вклю­чая и исходящую линию, формируется обратное сообщение о перегрузке и посылается на узел-отправитель. Узел-отправитель может замедлить темп генерации ячеек для данного виртуального соединения, или селективно сбросить ячейки, или выполнить и то и другое. В любом случае источник, вызывающий перегрузку, снижает интенсивность генерации ячеек, что приводит к уменьшению или ликвидации перегрузки.

Однако, надо представлять, что такие методы хороши только в случае, когда интервал перегрузки превышает время отклика.

Таким образом, этот метод может быть использован при выходе из строя цифровых трактов связи и коммутационного оборудования.

Маркировка ячеек при контроле параметров пользователя

Контроль параметров пользователя служит, в основном, для контроля выполнения соглашения о трафике пользователем, но он также может служить и для предотвращения перегрузки. С целью указания неконформных ячеек, которые могут сбрасываться в сети при возникновении перегрузки по маршруту их следования, при контроле параметров пользователя, они могут маркироваться пу­тем изменения бита приоритета потери ячеек с нуля на единицу (CLP=1).

 

Управление доступом в сеть.

Управление доступом в сеть при предотвращении перегрузок осуществляется в соответствии с принципом "overbooking", который заключается в том, что допускается установление большего ко­личества соединений, чем позволяет ресурс пропускной способности при управлении доступом по пиковой скорости. Когда большое количество соединений используют общий ресурс, то мало ве­роятно, что все они будут работать на пиковой скорости.

При перегрузках также может использоваться такой традиционный метод для служб, ориен­тированных на соединение, как блокировка вызовов, т.е. отказ в установлении соединения из-за отсутствия сетевых ресурсов. Однако, для служб без установления соединения необходимы дру­гие методы защиты от перегрузок.

Предотвращение перегрузок с помощью управления потоком

Во многих случаях при передаче данных без установления соединения необходимо уметь работать на максимально возможной скорости с целью эффективного использования пропускной способно­сти. При одновременной работе нескольких источников возникают предпосылки к возникновению перегрузок.

Основная идея используемых алгоритмов состоит в том, чтобы, с одной стороны, достига­лось максимальное значение реальной пропускной способности при использовании цифрового тракта многими пользователями, а, с другой стороны, распределение сетевых ресурсов было справедливым.

Обычно используются три метода управления потоком: на основе окна, на основе скорости и кредита.

Контроль потока на основе окна ограничивает величину потока данных, передаваемых ис­точником (называемую окном), и осуществляет регулировку размера окна на основе обратной связи. Контроль потока на основе окна очень прост. Он был первым методом, внедренным в пере­дачу данных. С некоторыми уточнениями используется в сети Internet.

При контроле потока на основе скорости вместо размера окна контролируется скорость пе­редачи источника, выражаемая в количестве ячеек, передаваемых за период отклика. Первона­чально скорость передачи равна нулю. С каждым периодом отклика коммутатор обеспечивает об­ратную связь с источником, увеличивая или уменьшая скорость источника. При контроле потока на основе скорости обеспечивается более равномерная расстановка ячеек, а также более высокая пропускная способность по сравнению с управлением на основе окна.

При управлении потоком на основе кредита источник может продолжать отправлять ячейки до тех пор, пока отсчет кредита превышает ноль. Каждый период отклика коммутатор посылает сообщения обратной связи, объявляя новое значение кредита каждому источнику. Кредит рассчи­тывается коммутатором как число оставшихся ячеек в буфере для каждого виртуального соедине­ния.

Метод кредита приводит к очень прерывистой, но регулярной передаче ячеек, позволяет изолировать все виртуальные соединения друг от друга.

 

 

Восстановление сети от перегрузок.

Восстановление от перегрузок - это реакция на попадание сети в зону сильных перегрузок. Основными методами восстановления являются:

- селективный сброс ячеек при контроле управления параметров пользователя;

- динамическое управление параметрами контроля пользователя;

- уменьшение передаваемой нагрузки под воздействием обратной связи;

- обратная связь при наличии потерь;

- разъединение (сброс)соединений;

- управляющие воздействия операторов.

Кратко поясним основные из этих методов.

 

Селективный сброс ячеек.

Селективный сброс ячеек в сети ATM является стандартной функцией сетевого оборудования, на­правленной на предотвращение и даже на восстановление от перегрузок.

Селективный сброс ячеек осуществляется для того, чтобы соединение, запросившее гаран­тированное качество обслуживания при определенных параметрах трафика для потока ячеек CLP=0, могло его получить. Устанавливается при генерации программных средств сетевого обо­рудования.