Управление пропускной способностью

Управление пропускной способностью сети связи

Управление полосой пропускания — это процесс измерения и контроля коммуникаций (трафика, пакетов) в сетевом канале, чтобы избежать заполнения канала до предела или переполнения канала, ^[1] что может привести к перегрузке сети и плохой производительности сети. Пропускная способность описывается скоростью передачи данных и измеряется в битах в секунду (бит/с) или байтах в секунду (Б/с). ^[2]

Механизмы и методы управления пропускной способностью

Механизмы управления полосой пропускания могут использоваться для повышения производительности и включают в себя:

• Формирование трафика ^[3] ( ограничение скорости ): ^[4]
  • Корзина токенов
  • Дырявое ведро
  • Контроль скорости TCP — искусственная настройка размера окна TCP, а также контроль скорости возврата ACK отправителю ^{[5] [6]}
• Алгоритмы планирования :
  • Взвешенная справедливая организация очередей (WFQ) ^[7]
  • Взвешенная справедливая организация очередей на основе классов
  • Взвешенный круговой турнир (WRR)
  • Круговой алгоритм с взвешиванием дефицита (DWRR)
  • Иерархическая кривая справедливого обслуживания (HFSC)
• Предотвращение перегрузок: ^[1]
  • RED , WRED — уменьшает вероятность выпадения хвоста буфера очереди портов , что снижает вероятность глобальной синхронизации TCP.
  • Применение политик (маркировка/отбрасывание пакетов, превышающих установленную скорость трафика и размер пакета) ^[8]
  • Явное уведомление о перегрузке
  • Настройка буфера — ^[9] позволяет изменить способ распределения буферов маршрутизатором из доступной памяти и помогает предотвратить потерю пакетов во время временного всплеска трафика.
• Протоколы/алгоритмы резервирования полосы пропускания
  • Протокол резервирования ресурсов (RSVP) — это средство, с помощью которого приложения эффективно и надежно передают свои требования в сеть. ^[10]
  • Протокол распространения меток маршрутизации на основе ограничений (CR-LDP)
  • Алгоритм верхних узлов
• Классификация трафика — категоризация трафика в соответствии с некоторой политикой, позволяющая по-разному применять вышеуказанные методы к каждому классу трафика.

Производительность ссылок

Проблемы, которые могут ограничить производительность конкретной ссылки, включают:

• TCP определяет пропускную способность соединения путем его лавинной рассылки до тех пор, пока пакеты не начнут отбрасываться ( медленный старт ).
• Очереди в маршрутизаторах приводят к увеличению задержки и джиттера по мере того, как сеть приближается (а иногда и превышает) к пропускной способности.
• Глобальная синхронизация TCP, когда сеть достигает пропускной способности, приводит к потере пропускной способности.
• Пиковый трафик веб-трафика требует наличия резервной полосы пропускания для быстрой обработки пульсирующего трафика.
• Отсутствие широкой поддержки явного уведомления о перегрузках и управления качеством обслуживания в Интернете.
• Интернет-провайдеры обычно сохраняют контроль над управлением очередями и качеством обслуживания на своем конце канала.
• Формирование окон позволяет продуктам более высокого класса сокращать потоки трафика, что уменьшает глубину очереди и позволяет большему количеству пользователей справедливо распределять большую полосу пропускания.

Инструменты и методы

• Сниффер пакетов ^[11] — это программа или устройство, которое подслушивает сетевой трафик, перехватывая информацию, передаваемую по сети.
• Измерение сетевого трафика

Смотрите также

• Ограничение пропускной способности
• Управление пропускной способностью — это часть управления сетью и управления производительностью.
• Управление пропускной способностью с использованием данных NetFlow и IPFIX
• Регулирование пропускной способности
• Блок обслуживания клиентов — устройство для балансировки скорости передачи данных на телекоммуникационном оборудовании пользователя.
• INASP проводит обучающие семинары по управлению полосой пропускания и готовит отчеты.
• В разделе «Избежание перегрузки сети» перечислены некоторые методы предотвращения и управления перегрузкой на маршрутизаторах.
• Измерение сетевого трафика — это часть мониторинга сети.
• Формирование трафика и ограничение скорости — это методы управления полосой пропускания (контроля трафика).

Рекомендации

1. https://www.internetsociety.org/wp-content/uploads/2017/08/BWroundtable_report-1.0.pdf Интернет-сообщество по управлению пропускной способностью
2. «Биты в секунду». www.edrm.net . Проверено 23 июля 2020 г.
3. IETF RFC 2475 «Архитектура для дифференцированных услуг», раздел 2.3.3.3 - Стандартное определение «Shaper» в Интернете.
4. AppNeta. «Обнаружение ограничения скорости: пропускная способность и задержка». Аппнета . Проверено 23 июля 2020 г.
5. «Контроль скорости TCP» (PDF) .
6. Хэндли, Марк; Падхе, Джитендра; Флойд, Салли; Видмер, Йорг (2008). «Управление скоростью TCP (TFRC): спецификация протокола». www.tools.ietf.org . дои : 10.17487/RFC5348 . Проверено 23 июля 2020 г.
7. Стилиадис, Д.; Варма, А. (1998). «Серверы с задержкой: общая модель анализа алгоритмов планирования трафика» (PDF) . Транзакции IEEE/ACM в сети . 6 (5): 611. дои : 10.1109/90.731196. S2CID  206475858. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 23 июля 2020 г.
8. «Формирование трафика и контроль (механизмы предотвращения перегрузок, контроль, формирование и эффективность каналов)» . что-когда-как.com . Проверено 27 декабря 2023 г.
9. «Настройка буфера» (PDF) .
10. Соня Фахми; Радж Джайн (2000). «Протокол резервирования ресурсов (RSVP)» (PDF) . В Рафаэле Оссо (ред.). Справочник по новым коммуникационным технологиям: следующее десятилетие . ЦРК Пресс. S2CID  18245741 – через Вашингтонский университет в Сент-Луисе .
11. «Основы обнаружения и обнаружения снифферов» (PDF) .

• «Развертывание QoS IP и MPLS для мультисервисных сетей: теория и практика», Джон Эванс, Кларенс Филсфилс (Морган Кауфманн, 2007, ISBN 0-12-370549-5 ) 

Внешние ссылки

• Инструменты, стратегии и проблемы управления пропускной способностью
• TechSoup для библиотек: управление пропускной способностью
• Истинная цена мониторинга пропускной способности
• Основы снифферов и их обнаружение