清華大學(xué)計算機網(wǎng)絡(luò)net(1)-資料下載頁
2025-01-19 10:08本頁面
【正文】 要原因。 ? 強迫分組以某種可以預(yù)見的速率傳送，減少擁塞，這種方法就被稱為通信量整形。 ? 此方法廣泛應(yīng)用于 ATM網(wǎng)絡(luò)中。 ? 漏桶算法和令牌桶算法都可以實現(xiàn)通信量整形。 ? 漏桶算法 (The Leaky Bucket Algorithm) ? 基本原理： 圖例 。 ? 在計算機中的使用 ? 漏桶 —— 有限內(nèi)部隊列；水 —— 通信量，需要發(fā)送的分組 ? 分組到達隊列時，隊列滿，分組被丟棄；隊列空，分組被放置在隊列尾。 ? 效果 ? 將用戶發(fā)出的不平滑的分組流轉(zhuǎn)變成網(wǎng)絡(luò)中平滑的分組流。 ? 漏桶算法既可以用于分組長度固定的協(xié)議，如 ATM，使用分組計數(shù)；也可用于可變長分組的協(xié)議，如 IP，使用字節(jié)計數(shù)。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 無論水流進桶的速度為多少，只要桶中有水，水從桶中外 漏的速度是恒定的。桶空了，速度為零。桶滿了，水外泄。 漏桶算法 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 令牌桶算法 ? 由于漏桶算法不夠靈活，因此加入令牌機制。 ? 令牌桶算法 (The Token Bucket Algorithm) ? 基本思想：漏桶存放令牌，每 ?T秒產(chǎn)生一個 令牌，分組發(fā)送傳輸之前必須獲得一個令牌，傳輸之后刪除該令牌。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 漏桶和令牌桶的結(jié)合算法 計算最大速率突發(fā)時間 的長度：令 令牌桶容量為 C字節(jié) 突發(fā)時間 S秒 令牌到達速率 P字節(jié) /秒 最大輸出速率 M字節(jié) /秒 則有： C+PS=MS ＝ 》 S=C/(MP) 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 漏桶和令牌桶算法的比較 ? 通信量整形策略不同 ? 漏桶算法不允許空閑主機積累發(fā)送權(quán)。 ? 令牌桶算法允許空閑主機積累發(fā)送權(quán)，以便以后發(fā)送大的突發(fā)數(shù)據(jù)，最大為桶的大小。 ? 桶中存放的內(nèi)容不同 ? 漏桶中存放的是數(shù)據(jù)，桶滿了丟棄數(shù)據(jù)。 ? 令牌桶中存放的是令牌，桶滿了丟棄令牌，不丟棄數(shù)據(jù)。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 開環(huán)控制 — 流說明 ? 流說明 (Flow Specification) ? 當(dāng)發(fā)送方、接收方和子網(wǎng)都達成一致后，通信量整形才能發(fā)揮最佳效果。所以，一個數(shù)據(jù)流的發(fā)送方、接收方和通信子網(wǎng)三方認(rèn)可的、描述發(fā)送數(shù)據(jù)流的模式和希望得到的服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，被稱為流說明。 ? 對發(fā)送方的流說明，子網(wǎng)和接收方可以做出三種答復(fù)：同意、拒絕、其它建議。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 閉環(huán)控制 — 虛電路子網(wǎng)中的擁塞控制 ? 方法一 ? 許可控制 (admission control)：一旦發(fā)生擁塞，就不允許再建立新的虛電路，直到擁塞解除為止。 ? 方法二 ? 在發(fā)生擁塞后可以建立新的虛電路，但要繞開發(fā)生擁塞的地區(qū)。 ? 方法三 ? 資源預(yù)留：建立虛電路時，主機與子網(wǎng)達成協(xié)議，子網(wǎng)根據(jù)協(xié)議在虛電路上為此連接預(yù)留資源。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 閉環(huán)控制 — 抑制分組 ? 抑制分組 (Choke Packets) ? 路由器監(jiān)控輸出線路及其它資源的利用情況，超過某個閾值，則此資源進入警戒狀態(tài)。 ? 每個新分組到來，檢查它的輸出線路是否處于警戒狀態(tài)。若是，向源主機發(fā)送抑制分組，分組中指出發(fā)生擁塞的目的地址。同時將原分組打上標(biāo)記 (為了以后不再產(chǎn)生抑制分組 )后，正常轉(zhuǎn)發(fā)。 ? 源主機收到抑制分組后，按一定比例減少發(fā)向特定目的地的通信量，并在固定時間間隔內(nèi)忽略指示同一目的地的抑制分組。然后開始監(jiān)聽，若此線路仍然擁塞，則主機在固定時間內(nèi)減輕負(fù)載、忽略抑制分組；若在監(jiān)聽周期內(nèi)沒有收到抑制分組，則增加通信量。 ? 通常采用的通信量增減策略是： ? 減少時按一定比例減少，保證快速解除擁塞。 ? 增加時以常量增加，防止很快導(dǎo)致?lián)砣? 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 加權(quán)公平隊列 ? 由于采用抑制分組時，源端的抑制行為是自愿的。為了公平地對待自覺和不自覺的源端，就提出公平隊列 (fair queueing)算法。 ? 每個輸出線存在多個隊列，每個源端對應(yīng)一個隊列，當(dāng)輸出線空閑時，路由器將輪巡這幾個隊列，從下一個隊列中選出第一個字節(jié)。 ? 由于某些服務(wù)器非常重要，就可以對每個隊列采用不同的優(yōu)先權(quán)。例如：可以一次機會發(fā)送兩個或者更多的字節(jié)。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 HopbyHop抑制分組 ? 在高速、長距離的網(wǎng)絡(luò)中，由于源主機響應(yīng)太慢，抑制分組算法對擁塞控制的效果并不好，可采用 HopbyHop抑制分組算法。 ? HopbyHop Choke Packets的基本思想 ? 抑制分組對它經(jīng)過的每個路由器都起作用。 ? 能夠迅速緩解發(fā)生擁塞處的擁塞。 ? 要求上游路由器有更多的緩沖區(qū)。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 閉環(huán)控制 — 負(fù)載丟棄 ? 當(dāng)所有上述算法都不能消除擁塞時，路由器只得采用負(fù)載丟棄 (Load Shedding)，將分組丟棄。 ? 路由器可以隨意挑選分組來丟棄，但還可以根據(jù)不同的服務(wù)，采取不同丟棄策略 ? 文件傳輸，優(yōu)先丟棄新分組， wine策略； ? 多媒體服務(wù)，優(yōu)先丟棄舊分組， milk策略； ? 早期丟棄分組，會減少擁塞發(fā)生的概率，提高網(wǎng)絡(luò)性能。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 小結(jié) — 擁塞控制算法 ? 擁塞控制的基本原理 ? 網(wǎng)絡(luò)中存在過多分組的時候，網(wǎng)絡(luò)性能降低，產(chǎn)生擁塞。 ? 開環(huán)控制 (通過良好的設(shè)計解決問題 ) ? 擁塞預(yù)防策略：數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層都策略可以進行預(yù)防 ? 通信量整形 ? 強迫分組以某種可以預(yù)見的速率傳送。 ? 漏桶和令牌桶均可實現(xiàn)通信量整形。 ? 流說明 ? 閉環(huán)控制 ? 虛電路網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制 ? 許可控制、繞開擁塞、資源預(yù)留 ? 抑制分組：向源主機發(fā)送抑制分組。 ? 為了公平，可以采用加權(quán)公平算法 (字節(jié)輪巡 )。 ? 為了得到快速的抑制效果，可采用 HopbyHop抑制分組，抑制分組對其所經(jīng)過的路由器都起作用。 ? 負(fù)載丟棄：對不同服務(wù)采用不同的丟棄策略。
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