14. predavanje

TKT - radni materijal Predavanje 14

1

Sadržaj SADRŽAJ ..................................................................................................................................................... 1 14 UPRAVLJANJE PROMETOM I OBLIKOVANJE PROMETA....................................................... 2

14.1 KANTA SA ŽETONIMA (TOKEN BUCKET) ............................................................................................. 2 14.2 TROBOJNI MARKER SA JEDNOM BRZINOM ........................................................................................... 3 14.3 TROBOJNI MARKER SA DVIJE BRZINE .................................................................................................. 4 14.4. UPRAVLJAČI OSJETLJIVI NA BOJE ....................................................................................................... 5 14.5 OBLIKOVANJE PROMETA..................................................................................................................... 7


2

14 Upravljanje prometom i oblikovanje prometa Upravljanje prometom (traffic policing) je QoS mehanizam koji se koristi za osiguravanje da prometni tok ne pređe neki maksimalni dozvoljeni nivo. Upravljanje prometom se najčešće realizuje mehanizmom kante sa žetonima (token bucket).

14.1 Kanta sa žetonima (Token bucket) Jednostavna kanta sa žetonima sa jednom brzinom je prikazan na slici 9.1:

Slika 9.1: Kanta sa žetonima (žetonski lijevak)

Kanta sa žetonima sa jednom brzinom je definisana sa maksimalnom dubinom kante (burst B) i brzinom R (bps) kojom se kanta puni žetonima. Ovisno od implementacije kante, žetoni se dodaju u kantu brzinom R svaki put kada se paket posluži, ili u pravilnim intervalima, sve dok maksimalan broj žetona napuni kantu. Minimalan broj žetona u kanti je nula. Kada paket veličine b stigne na kantu, poredi se sa brojem žetona koji se nalaze u kanti. U slučaju kada u kanti ima bar onoliko žetona kolika je veličina paketa, paket se prihvata, u suprotnom se odbacuje. U slučaju da se paket prihvata, količina žetona u kanti se smanjuje za veličinu paketa b. Ponašanje ovog upravljača prometa prikazano je dijagramom toka na slici 9.2:

Slika 9.2: Upravljač sa jednom brzinom

Aktivnosti „presipanja“ i aktivnosti „prihvatanja“ na slici 9.2 ne moraju obavezno značiti da se paket prihvata ili odbacuje; ove aktivnosti mogu biti npr. markiranje ili neka kombinacija. Važno je napomenuti da žetonska kanta ne usporava promet, na način kako to rade mehanizmi za oblikovanje prometa (shaper). U kanti se ne nalaze paketi već samo


3

žetoni. Kako upravljač ne može zadržavati promet, on nije u stanju niti da reorganizuje ili prioretizira promet na način kako to rade raspoređivači.

14.2 Trobojni marker sa jednom brzinom Trobojni marker sa jednom brzinom (Single Rate Three Color Marker – SR-TCM) je široko korišteni upravljač ilustrovan na slici 9.3:

Slika 9.3: Trobojni marker sa jednom brzinom

Izraz „trobojni“ odnosi se na tri moguća stanja koja mogu izaći iz SR-TCM, i koja opisujemo korištenjem šeme boja sa semafora. SR-TCM koristi dvije žetonske kante, kako je ilustrovano na 9.3. Kante su označene sa C (conform) i E (exceed), sa maksimalnim veličinama bursta CBS i EBS respektivno. Obe kante se pune žetonima jednakom brzinom CIR. Kada paket jednog toka stigne na SR-TCM, postupak je sljedeći: • paket veličine b se upoređuje sa brojem žetona koji se nalaze u kanti C. Ako je u

kanti C bar onoliko žetona kolika je veličina paketa, paket je „prihvaćen“, i C kanta se umanjuje za onoliko žetona kolika je veličina paketa b. Korištenjem trobojne šeme, kažemo da je paket zelen.

• Ako u C kanti nema žetona koliko je bajta u paketu, paket se preliva iz C kante i nailazi na E kantu. Ako u E kanti ima bar onoliko žetona kolika je veličina paketa, tada se samo broj žetona u E kanti smanjuje za broj žetona jednak broju bajta u paketu. Kažemo da je paket žut.

• U slučaju da ni u C ni u E kanti nema onoliko žetona kolika je veličina paketa, paket je crven.

Na slici 9.4 prikazan je dijegram toka za rad SR-TCM:


4

Slika 9.4: Dijagram toka za SR-TCM

SR-TCM može primijeniti različite aktivnosti za različite boje, kao što su odbacivanje, markiranje ili prenošenje. Vrijednosti CIR i CBS moraju se postaviti >0, inače će svi paketi biti crveni.

14.3 Trobojni marker sa dvije brzine Slično kao i SR-TCM, trobojni marker sa dvije brzine (TR-TCM) koristi dvije žetonske kante. Značajna razlika je u tome što sada dvije kante, C i P, sa veličinama bursta CBS i PBS respektivno, imaju različite brzine punjenja žetonima. C kanta se puni „obaveznom“ brzinom - (commited information rate – CIR), dok se P puni vršnom (peak information rate - PIR) brzinom, gdje vrijedi CIRPIR ≥ i CBSPBS ≥ . TR-TCM je ilustrovan na slici 9.5:

Slika 9.5: TR-TCM

. Kada paket jednog toka stigne na TR-TCM, postupak je sljedeći: • Paket veličine b poredi se sa brojem žetona koji se trenutno nalaze u kanti P. Ako

ima manje žetona nego bajta u paketu, paket je crven. • Ako u kanti P ima bar onoliko žetona kolika je veličina paketa, b se poredi sa brojem

žetona u kanti C. Ako u kanti C nema dovoljno žetona, paket je žut i smanjuje se za b samo broj žetona u P kanti.


5

• Ako postoji bar b žetona i u kanti C, smanjuje se vrijednost broja žetona i u P i u C kanti, i paket je zelen.

Dijagram toka za TR-TCM je prikazan na slici 9.6:

Slika 9.6: Dijagram toka za TR-TCM U slučaju da je PIR=CIR, i PBS=CBS, tada izlaz iz markera ima samo dva stanja: zeleno i crveno. Postavljanje PIR<CIR i PBS<CBS se ne provodi, jer daje nepredvidljive rezultate, gdje isti paket može biti i crven i zelen.

14.4. Upravljači osjetljivi na boje Upravljači koje smo do sada pominjali su bili „neosjetljivi“ na boje, tj, obrađivali su sve pakete neovisno od njihovog ranijeg statusa ili postavljene boje. RFC preporuke (2697 i 2698) definišu i modove rada uoravljača koji su osjetljivi na boje. Kod ovih upravljača, uzima se u obzir i eventualna ranija oznaka (boja) dodijeljena paketu od strane drugih upravljača. SR-TCM osjetljiv na boje koristi identičnu definiciju žetonskih kanti kao i verzija neosjetljiva na boje. Kada paket jednog toka stigne na SR-TCM osjetljiv na boje, postupak je sljedeći: • Ako je paket ranije obojen zeleno, i ako ima bar b žetona u C kanti, paket je zelen i

broj žetona u kanti C se smanjuje za b. • Ako gornje ne vrijedi, te ako je paket ranije bio zelen ili žut i ako u kanti E ima bar b

žetona, tada je paket žut i E kanta se smanjuje za broj žetona koji je jednak broju bajta u paketu.

• Ako gornje ne vrijedi, paket je crven. Na dijagramu toka na slici 9.7 prikazan je rad SR-TCM u modu osjetljivom na boje:


6

Slika 9.7: SR-TCM u modu osjetljivom na boje.

TR-TCM osjetljiv na boje koristi identične definicije žetonskih kanti kao i standardni TR-TCM. Kada paket jednog toka stigne na TR-TCM osjetljiv na boje, postupak je sljedeći: • Ako je paket obojen crveno, ili ako je u P kanti manje žetona u odnosu na veličinu

paketa b, paket je crven i broj žetona u obje kante se ne smanjuje. • U suprotnom, ako je paket obojen žuto ili ako je u kanti C manje žetona nego je bajta

u paketu b, paket je žut i broj žetona u kanti P se smanjuje za veličinu paketa b. • U suprotnom, ako je paket zelen i manji je od broja žetona u C kanti, paket ostaje

zelen i smanjuje se broj žetona za b i u C i u P kanti. Na slici 9.8 prikazan je dijagram toka za TR-TCM u modu osjetljivom na boje:

Slika 9.8: TR -TCM osjetljiv na boje

Osjetljivost upravljača na boje je poželjna jer bez ovog moda, paketi označeni zeleno na jednom čvoru mogu biti crveni na drugom čvoru, i obrnuto, što na nivou cijele mreže može rezultovati nekontrolisanim količinama zelenih, žutih i crvenih paketa, te CIR i PIR ograničenja gube smisao. Korištenjem upravljača u modu osjetljivom na boje, osigurava se da se žetoni koji odgovaraju određenoj boji na jednom čvoru „troše“ samo na pakete koji imaju istu boju (dobijenu na prethodnom čvoru).


7

14.5 Oblikovanje prometa Oblikovanje, kao i upravljanje, je mehanizam koji se koristi da dolazni prometni tok ne pređe definisani maksimalni prag. Mehanizam oblikovanja (shaper), kao i upravljač, može se vizuelno predstaviti pomoću žetonske kante prikazane na slici 9.1, sa definisanom maksimalnom dubinom (burst B), i brzinom R (bps) kojom se kanta puni žetonima. Ovisno od implementacije, žetoni se dodaju u kantu svaki put kada se paket posluži, ili u pravilnim vremenskim intervalima, do maksimalnog broja žetona B. Minimalan broj žetona u kanti je nula. Razlika oblikovatelja i upravljača vidljiva je kada posmatramo šta se dešava kada na oblikovatelj dođe prometni tok. Tada se veličina paketa b poredi sa brojem žetona u kanti. Ako u kanti ima bar onoliko žetona koliko ima bajta u paketu, paket se prenosi bez kašnjenja. U suprotnom, paket se zadržava u redu čekanja, dok se u kanti ne nađe dovoljno žetona. Kada se dostigne željeni broj žetona, paket se poslužuje (prenosi) i broj žetona se smanjuje za broj bajta u paketu. Dakle, oblikovatelj ne odbacuje pakete kao što to radi upravljač, već unosi dodatno kašnjenje, čime izglađuje grafik intenziteta prometa u vremenu. Pored žetonske kante, za oblikovanje prometa koristi se i „kanta s rupom“ (leaky bucket). Kod kante s rupom, umjesto žetona u kantu se „smještaju“ paketi; dolazeći paketi se smještaju u kantu sa rupom na dnu (na ovom nivou apstrakcije). Dubina kante B određuje maksimalan broj paketa koji se mogu smjestiti u kantu (jednaka kapacitetu bafera). Ako paket stigne kada je kanta puna, odbacuje se. Paketi „cure“ kroz rupu na dnu kante konstantnom brzinom R, izglađujući prometni grafik. Najpoznatija primjena cureće kante je GCRA algoritam (Generic Cell Rate Alghorithm) koji se koristi za oblikovanje prometa u ATM mrežama. Većina praktičnih IP implementacija za oblikovanje prometa temelji se na žetonskim kantama.

14. predavanje

Documents