1. В чем состоят позитивные и негативные эффекты применения очередей в коммутаторах пакетов? Очередь – форма буферизации, она позволяет сглаживать неравномерность трафика, а значит, пока буферы не переполняются, сеть может принимать пакеты на обслуживание даже в том случае, когда интенсивность входного трафика временно превышает пропускную способность канала. При прочих равных условиях равномерно загруженная сеть имеет большую производительность, чем сеть, в которой часть каналов простаивает или недозагружены. Однако размещение данных в буфере приводит к увеличению времени передачи пакета. Кроме того, случайный характер поступления пакетов в сеть, приводит к случайным размерам очередей, а значит к случайным задержкам пакетов, что делает работу сети менее предсказуемой, чем в сетях, где буферизация отсутствует. Это свойство особенно негативно сказывается на передаче трафика, чувствительного к неравномерности задержек, например, голосового.
2. Какой параметр в наибольшей степени влияет на размер очереди? Какой параметр является вторым по значимости? Коэффициент использования () обслуживающего прибора играет ключевую роль в образовании очереди. Другой параметр, влияющий на длину очереди, это время обслуживания.
3. Какие типы трафика передает сеть с коммутацией пакетов? Какие требования эти типы трафика предъявляют к сети?
4. В чем состоят достоинства и недостатки приоритетного обслуживания? Приоритетное обслуживание, обеспечивая минимальный уровень задержек для очереди наивысшего приоритета, не дает никаких гарантий в отношении средней пропускной способности для трафика очередей более низких приоритетов.
5. Для трафика какого типа в наибольшей степени подходит взвешенное обслуживание? Взвешенное обслуживание обеспечивает заданное распределение средней пропускной способности, но не учитывает требований к задержкам, поэтому оно больше всего подходит для обработки эластичного трафика, разделенного на несколько классов.
6. Можно ли комбинировать приоритетное и взвешенное обслуживание? Можно. В наиболее популярном алгоритме подобного рода поддерживается одна приоритетная очередь и несколько очередей, обслуживаемых в соответствии с взвешенным алгоритмом. Обычно приоритетная очередь используется для чувствительного к задержкам трафика, а остальные — для эластичного трафика нескольких классов.
7. Назовите отличия между резервированием пропускной способности в сетях с коммутацией каналов и пакетов? В сетях с коммутацией каналов для каждого канала резервируется фиксированная доля пропускной способности линии связи. Поток передается через сеть с постоянной скоростью, равной зарезервированной для него пропускной способности. При этом пропускная способность соединения всегда закреплена за этим потоком, она не может динамически перераспределяться среди других потоков. Предварительное резервирование является неотъемлемым свойством сети с коммутацией каналов. В сетях с коммутацией пакетов резервирование не является обязательным. Иногда в определении метода коммутации пакетов отсутствие резервирования фигурирует как основное свойство этого типа сетей. Но и в тех случаях, когда резервирование в сетях с коммутацией пакетов выполняется, оно отличается от резервирования ресурсов в сетях с коммутацией каналов тем, что здесь учитывается пульсирующий характер трафика и возможность динамического перераспределения пропускной способности сети между потоками .
8. Из каких компонентов состоит система обеспечения параметров QoS, базирующаяся на резервировании? Из (1) мехамов обслуживания очередей, (2) протокола резервирования ресурсов и (3) механизмов кондиционирования трафика.
9. Какую задачу решают методы инжиниринга трафика? Методы инжиниринга трафика решают задачу выбора маршрутов для потоков трафика с учетом соблюдения требований QoS. С помощью этих методов стремятся добиться еще одной цели — по возможности максимально и сбалансировано загрузить все ресурсы сети, чтобы сеть при заданном уровне качества обслуживания обладала как можно боле высокой суммарной производительностью.
10. Какой параметр трафика меняется при инжиниринге трафика? Маршрут.
11. Пусть некоторый поток данных принадлежит классу CBR. Данные передаются пакетами размером в 125 байт по каналу 100 Мбит/c. Профиль трафика имеет следующие параметры: пиковая скорость передачи данных (PIR) на периоде пульсаций равна 25 Мбит/c, максимальное отклонение периода следования пакетов составляет 10 мкс, период пульсации равен 600 мкс. Если трафик соответствует своему профилю, то какова максимальная величина пульсации?
Сначала определим средний период следования пакетов T на периоде пульсации: T = S /PIR, где S – объем одного пакета. T = 1000 бит / 25 Мбит/c = 40 мкс.
При максимальном отклонении от среднего периода пакеты следуют на периоде пульсации с интервалом 30 мкс. При этом скросоть передачи данных PIR1 = 1000 /30 = 33.3 Мбит/c. Максимальный объем пульсации Bmax = 33.3 x 600 = 20 000 бит.
12. Какой из 5 потоков будет меньше в среднем задерживаться в очереди к выходному интерфейсу 100 Мбит/c, если потоки обслуживаются взвешенными очередями, при этом потокам отведено 40, 15, 10, 30 и 5 % пропускной способности интерфейса. Потоки имеют средние скорости: 35, 2, 8, 3 и 4 Мбит/c соответственно. Коэффициент вариации интервалов следования пакетов одинаков у всех потоков.
Потоки будут обслуживаться при коэффициентах использования:
35/40 = 0.875; 2/15 = 0.133; 8 / 10 = 0.8; 3 / 30 = 0.1; 4 / 5 = 0.8.
Четвертый поток будет испытывать наимньшие задержки в очереди, так как он будет обслуживаться при коэффициенте использованиыя 0.1 – наименьшем для всех потоков.
13. Что является причиной того, что поток, который обслуживается в очереди самого высокого приоритета, все равно сталкиваются с необходимостью ожидания в очереди:
§ очереди более низких приоритетов;
§ собственная пульсация;
§ пульсации низкоприоритетного трафика.
Собственная пульсация.
14. К выходному интерфейсу 10 Мбит/c организовано три очереди, которые обслуживаются по алгоритму взвешенных очередей. В первой очереди имеется три пакета: пакет 1 размером 1500 байт, пакет 2 размером 625 байт и пакет 3 размером 750 байт. Во второй очереди тоже находятся три пакета: пакет 4 размером 500 байт, пакет 5 размером 1500 байт и пакет 6 размером 1500 байт. В третьей очереди находятся четыре пакета: пакет 7 размером 100 байт, пакет 8 размером 275 байт, пакет 9 размером 1500 байт и пакет 10 размером 1500 байт. В очередях пакеты размещены в порядке возрастания номеров, то есть в первой очереди первым стоит пакет 1, во второй — пакет 4, в третьей — пакет 7.
В каком порядке появятся на выходе интерфейса 2 Мбит/с пакеты, если цикл работы алгоритма равен 10 мс, и очередям отведено 50, 30 и 20 % пропускной способности ресурса соответственно? Алгоритм всегда берет из очереди пакет в каждом цикле (если очередь не пуста), даже если размер пакета таков, что его передача превысит время, отведенное данной очереди.
ВНИМАНИЕ: В формулировке вопроса имеется опечатка, начало вопроса следует читать: «К выходному интпефейсу 2 Мбит/c… «.
Последовательность пакетов на выходе интерфейса будет следующей:
1, 4, 5, 7, 8, 9, 2, 3, 6, 10
15. Какое время длится каждый из двух циклов обслуживания очередей в предыдущем примере? С какой скоростью обслуживается каждый поток на этом интервале, состоящем из двух циклов?
Первый цикл обслуживания включает обработку пакетов 1, 4, 5, 7, 8 и 9, имеющих суммарный объем 12000+4000+12000+800+2200+12000 = 43000 бит. Следовательно, T1 = 43000 /2 x 106 = 21.5 мс.
Второй цикл обслуживания состоит из пакетов 2, 3, 6 и 10, имеющих суммарный объем 5000+6000+12000+12000 = 35000 бит. Следовательно, T2 = 35000/ 2 x 106 = 17.5 мс.
16. Как нужно изменить время цикла работа алгоритма из задания 14, чтобы скорости потоков были ближе к запланированным? Увеличить или уменьшить?
17. На входе сети некоторый поток профилируется в соответствии с профилем 3 Мбит/c. Для этого же потока отведено 30 % пропускной способности выходного интерфейса 10 Мбит/c в промежуточном коммутаторе сети. Какое из приведенных ниже объяснений является правильным?
§ Результат действия этих механизмов один и тот же, поэтому резервирование в коммутаторе можно не применять.
§ Результат действия этих механизмов один и тот же, но резервирование в коммутаторе необходимо, так как на входе в сеть и внутри коммутатора поток конкурирует за ресурсы с другими потоками.
§ Результат работы этих механизмов разный, на входе сеть ограничивает скорость потока пределом в 3 Мбит/c, а в коммутаторе для этого потока гарантируется скорость 3 Мбит/c даже в периоды перегрузок. – Верный ответ
18. Может ли отсутствовать очередь в системе, коэффициент использования которой близок к единице? Да, если входной поток и поток обслуживания детерминированные, то есть интервалы между поступлением заявок на обслуживание равны между собой, и времена обслуживания всех заявок также одинаковы.
19. Какие из перечисленных механизмов нужно использовать для качественной передачи голосового трафика через сеть с коммутацией пакетов, образующего поток 64 Кбит/c:
§ резервирование пропускной способности в 64 Кбит/c на всех коммутаторах вдоль маршрута следования потока; Да
§ обслуживание потока в приоритетной очереди всех коммутаторов вдоль маршрута следования потока; Да
§ применение входного буфера пакетов у приемного узла сети; Да
§ сглаживание трафика в выходных очередях всех коммутаторов вдоль маршрута следования потока. Нет
20. Верно ли утверждение, что резервирование ресурсов в сети с коммутацией пакетов лишает ее возможности динамического перераспределения пропускной способности между потоками? Нет, неверно.
21. Какой механизм нужно применять для того, чтобы высокоприоритетный трафик не подавил низкоприоритетный? Взвешенные очереди.