Базові алгоритми обслуговування черг

Задача розподілу канальних ресурсів між потоками розв’язується шляхом організації черг і встановленням певного порядку обслуговування поставлених у чергу пакетів. Як було зазначено в лекції 1, порядок обробки поставлених у чергу пакетів визначає частоту їхнього обслуговування, а отже, і кількість канальних ресурсів, які надаються даному потоку.

Черги й алгоритм їхньої обробки є інструментами управління перевантаженнями, коли мережний пристрій не встигає передавати пакети на вихідний інтерфейс в тому темпі, в якому вони надходять. Якщо причиною перевантаження є процесорний блок мережного пристрою, то для тимчасового збереження неопрацьованих пакетів використовується вхідна черга, тобто черга, зв'язана з вхідним інтерфейсом. У випадку, коли причина перевантаження полягає в обмеженій швидкості вихідного інтерфейса (а вона завжди обмежена швидкістю протоколу), то пакети тимчасово зберігаються у вихідній черзі.

За своєю суттю, чергами є області пам'яті комутатора або маршрутизатора, де групуються пакети з однаковими пріоритетами передачі. Алгоритм обслуговування черги визначає порядок, у якому відбувається передача пакетів з цієї черги. Задача застосування всіх алгоритмів зводиться до того, щоб забезпечити найкраще обслуговування трафіка з більш високим пріоритетом за умови, що і пакетові з низьким пріоритетом гарантується відповідна увага.

Алгоритм обслуговування черг як механізм забезпечення QoS має задовольняти таким вимогам.

1. Алгоритм обслуговування черг із підтримкою QoS повинен мати засіб диференціювання пакетів і засіб визначення рівня обслуговування кожного пакета.

2. Алгоритм має гарантувати якість обслуговування пакетів шляхом розподілення ресурсів для кожного окремого потоку трафіка або за допомогою визначення відносного пріоритету потоків.

3. Алгоритм обслуговування черг із підтримкою QoS має забезпечувати захист і рівномірну обробку всіх потоків трафіка з однаковим пріоритетом (наприклад, трафіка, що доставляється без гарантій).

4. Додатковими вимогами до алгоритму обслуговування черг є легкість реалізації і підтримка управління доступом для потоків, що потребують гарантованого надання ресурсів.