Методы оптимального использования канала передачи данных

УДК 004 (06) Информационные технологии
К.Я. КУДРЯВЦЕВ, М.В. НИКИТИН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА
БАЗЕ ТЕХНОЛОГИЙ
УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ОБСЛУЖИВАНИЯ IP-СЕТЕЙ В ОС LINUX
В работе производится анализ методов обеспечения качества обслуживания в IP-сетях на базе подсистемы QoS ядра
ОС Linux. Рассматриваются методы статической настройки подсистемы QoS, основанной на статистическом анализе
трафика и требованиях к качеству обслуживания канала. Предлагается метод динамической настройки подсистемы QoS
для преодоления недостатков статических методов настройки и осуществляется первичный анализ метода.
С целью обеспечения заданного качества доступа в сеть определенным клиентам используются разнообразные алгоритмя регулирования трафика сети. Основными алгоритмами обеспечения качества обслуживания (QoS) являются:
1. Stochastic Fairness Queueing (SFQ) –неприоритетная стохастическая очередь
2. Class Based Queueing (CBQ) – очереди, основанные на различной классификации трафика
3. Hierarchical Token Bucket (HTB) – схема иерархической корзины маркеров.
Данные методы, являются методами статической настройки, основанной на некотором предварительном
анализе и прогнозе трафика сети.
В ОС Linux механизм управления качеством обслуживания в IP-сетях реализуется с использованием
стандартных модулей ядра и пакета iproute2.
Одним из способов анализа алгоритмов обеспечения качества обслуживания является имитационное моделирование. На базе симулятора сетей NS-2 произведен анализ эффективности перечисленных методов по
параметрам:
1. Средняя длина очереди неприоритетных пакетов
2. Средняя длина очереди приоритетных пакетов
3. Процент загрузки канала передачи данных при наличии пакетов в очередях
4. Возможность регулирования параметров качества обслуживания трафика, критичного к задержкам
в канале передачи данных (Real time traffic).
Моделирование показало, что статические методы регулирования качества обслуживания имеют недостатки, присущие каждому методу и недостатки статических методов в целом.
С целью устранения выявленных недостатков предлагается перейти от статических параметров качества
обслуживания к динамической регулировке настройки подсистемы QoS. В частности для разрешения существующих недостатков статических методов регулирования качества обслуживания, предлагается использовать динамическую настройку подсистемы QoS маршрутизатора. Предложен набор возможных параметров
формирования статистики маршрутизатора.
За основу динамической регулировки параметров качества взяты статистические параметры, используемые при построении настроек в статических методах регулировки, которые предлагается вычислять в процессе работы маршрутизатора, имеющего возможности QoS, производить их анализ и осуществлять адаптивную настройку подсистемы обеспечения качества обслуживания. Первичный анализ возможности динамического регулирования качества обслуживания осуществляется на основании динамически собираемой
статистики по объемам и типам передаваемого трафика.
Таким образом на основании динамической регулировки параметров качества обслуживания планируется значительно повысить эффективность канала передачи данных, оптимизировав такие параметры, как
средняя длина очереди, равномерность загрузки канала, эффективность разделения канала между различными типами (классами) сетевого трафика.
_______________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 15
1