ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Поскольку данные, которыми обмениваются два конечных узла, проходят через некоторое количе-
ство промежуточных сетевых устройств, таких как концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы, то
поддержка QoS требует взаимодействия всех сетевых элементов на пути трафика, то есть "из-конца-в-
конец" ("end-to-end", "e2e"). Любые гарантии QoS настолько соответствуют действительности, насколь-
ко их обеспечивает наиболее "слабый" элемент в цепочке между отправителем и получателем. Поэтому
нужно четко понимать, что поддержка QoS только в одном сетевом устройстве, пусть даже и магист-
ральном, может лишь весьма незначительно улучшить качество обслуживания или же совсем не повли-
ять на параметры QoS.
Реализация в компьютерных сетях механизмов поддержки QoS является сравнительно новой тен-
денцией. Долгое время компьютерные сети существовали без таких механизмов, и это объясняется в
основном двумя причинами.
Во-первых, большинство приложений, выполняемых в сети, были "нетребовательными", то есть для
таких приложений задержки пакетов или отклонения средней пропускной способности в достаточно
широком диапазоне не приводили к значительной потере функциональности. Примерами "нетребова-
тельных" приложений являются наиболее распространенные в сетях 80-х годов приложения электрон-
ной почты или удаленного копирования файлов.
Во-вторых, сама пропускная способность 10-мегабитных сетей Ethernet во многих случаях не была
дефицитом. Так, разделяемый сегмент Ethernet, к которому было подключено 10–20 компьютеров, из-
редка копирующих небольшие текстовые файлы, объем которых не превышает несколько сотен кило-
байт, позволял трафику каждой пары взаимодействующих компьютеров пересекать сеть так быстро, как
требовалось породившим этот трафик приложениям.
В результате большинство сетей работало с тем качеством транспортного обслуживания, которое
обеспечивало потребности приложений. Правда, никаких гарантий относительно контроля задержек па-
кетов или пропускной способности, с которой пакеты передаются между узлами, в определенных пределах
эти сети не давали. Более того, при временных перегрузках сети, когда значительная часть компьютеров
одновременно начинала передавать данные с максимальной скоростью, задержки и пропускная способ-
ность становились такими, что работа приложений давала сбой – шла слишком медленно, с разрывами сес-
сий и т.п.
Существует два основных подхода к обеспечению качества работы сети. Первый состоит в том, что
сеть гарантирует пользователю соблюдение некоторой числовой величины показателя качества обслу-
живания. Например, сети frame relay и ATM могут гарантировать пользователю заданный уровень про-
пускной способности. При втором подходе (best effort) сеть старается по возможности более качествен-
но обслужить пользователя, но ничего при этом не гарантирует.
Транспортный сервис, который предоставляли такие сети, получил название "best effort", то есть
сервис "с максимальными усилиями" (или "по возможности"). Сеть старается обработать поступаю-
щий трафик как можно быстрее, но при этом никаких гарантий относительно результата не дает. При-
мерами может служить большинство технологий, разработанных в 80-е годы: Ethernet, Token Ring, IP,
X.25. Сервис "с максимальными усилиями" основан на некотором справедливом алгоритме обработки
очередей, возникающих при перегрузках сети, когда в течение некоторого времени скорость поступле-
ния пакетов в сеть превышает скорость продвижения этих пакетов. В простейшем случае алгоритм об-
работки очереди рассматривает пакеты всех потоков как равноправные и продвигает их в порядке по-
ступления (First In – First Out, FIFO). В том случае, когда очередь становится слишком большой (не
умещается в буфере), проблема решается простым отбрасыванием новых поступающих пакетов.
Очевидно, что сервис "с максимальными усилиями" обеспечивает приемлемое качество обслужива-
ния только в тех случаях, когда производительность сети намного превышает средние потребности, то
есть является избыточной. В такой сети пропускная способность достаточна даже для поддержания
трафика пиковых периодов нагрузки. Также очевидно, что такое решение не экономично – по крайней
мере, по отношению к пропускным способностям сегодняшних технологий и инфраструктур, особенно
для глобальных сетей. Тем не менее, построение сетей с избыточной пропускной способностью, будучи
самым простым способом обеспечения нужного уровня качества обслуживания, иногда применяется на
практике. Например, некоторые провайдеры услуг сетей TCP/IP предоставляют гарантию качественного
обслуживания, постоянно поддерживая определенный уровень превышения пропускной способности
своих магистралей по сравнению с потребностями клиентов.
В условиях, когда многие механизмы поддержки качества обслуживания только разрабатываются,
использование для этих целей избыточной пропускной способности часто оказывается единственно
возможным, хотя и временным решением.
