Алгоритмы организации очередей Queuing Method на коммутаторах ZyXEL

В коммутаторах ZyXEL можно организовать очереди исходящего трафика алгоритмами SPQ, WFQ и WRR. Каковы особенности каждого из этих алгоритмов?

Процесс обработки кадра в коммутаторе состоит из следующих этапов:
  • прием трафика с любого порта;
  • маркировка трафика тегом 802.1p по некоторому признаку (классификатор и политика);
  • размещение трафика в приоритетные очереди на выходном порту.
Именно последний этап мы рассмотрим в данной статье.
 
Организация очередей помогает решить проблему снижения производительности в случаях перегрузки сети. Для настройки алгоритмов организации очередей для исходящего трафика используется меню Queuing Method. Алгоритмы организации очередей позволяют коммутаторам поддерживать раздельные очереди для пакетов от каждого отдельного источника или потока, а также предотвращать присвоение всей пропускной способности одним источником.
Перед тем как кадр будет отправлен в канал, он помещается в одну из восьми выходных очередей порта (самый высокий уровень приоритета – Q7, самый низкий – Q0). Выбор очереди основывается на поле приоритета 802.1p, имеющее длину 3 бита (т.е. приоритет принимает значения от 0 до 7). Фактический или реальный приоритет кадра определяется весом очереди, в которую он будет помещен.
 
Строгая очередь приоритетов (SPQ)
 
SPQ – самый простой алгоритм. Алгоритм строгой очереди приоритетов (SPQ) обрабатывает очереди на основании только уровня приоритета. При поступлении трафика на коммутатор трафик с наивысшим уровнем приоритета (Q7) передается первым. Когда эта очередь заканчивается, начинает передаваться трафик со следующим уровнем приоритета Q6, пока эта очередь также не закончится, после чего начинает передаваться трафик с уровнем приоритета Q5, и так далее. Если очереди для трафика с высоким приоритетом никогда не заканчиваются, то трафик с низким приоритетом может не пройти через коммутатор. Обращаем ваше внимание, что при использовании SPQ существует опасность, что приоритетный трафик полностью займет полосу пропускания, т.к. он обладает безусловным приоритетом перед трафиком, проходящим через очереди с более низким весом.Пока кадры не будут полностью выбраны из очереди с высшим приоритетом, очереди с низшим приоритетом простаивают.
Алгоритм SPQ не может автоматически приспосабливаться к изменяющимся требованиям сети.
 
Взвешенная справедливая постановка в очередь (WFQ)
 
Алгоритм взвешенной справедливой постановки в очередь (WFQ) позволяет гарантировать для каждой очереди в случае перегрузки минимальную пропускную способность, определяемую весом (долей) очереди (числом, которое указывается в поле Weight). Алгоритм WFQ запускается только тогда, когда на порт приходит больше трафика, чем он может обработать. Очереди с большим весом получают более высокую гарантированную пропускную способность, чем очереди с малым весом. Этот механизм организации очереди эффективен потому, что он распределяет всю доступную пропускную способность между различными очередями трафика. По умолчанию очередь Q0 имеет вес 1, очередь Q1 – вес 2, очередь Q2 – вес 3, и так далее.
Гарантированная пропускная способность вычисляется следующим образом:
 
(Вес очереди) / (Сумма весов очередей) * (Скорость порта)
 
Например, при настройках по умолчанию очередь Q0 на порту 1 получает гарантированную пропускную способность:
 
1 / (1+2+3+4+5+6+7+8) * 100 Мбит/с = 3 Мбит/с
 
Алгоритм WFQ учитывает длины кадров и делит полосу пропускания между потоками данных из различных очередей пропорционально весам очередей. Очереди с большим весом получают более высокую гарантированную пропускную способность, чем очереди с малым весом.
 
Взвешенное циклическое обслуживание (WRR)
 
Алгоритм циклического обслуживания обрабатывает очереди по кругу и запускается только тогда, когда на порт приходит больше трафика, чем он может принять. Очереди выделяется некоторая доля пропускной способности вне зависимости от объема трафика, приходящего на этот порт. Затем эта очередь смещается в конец списка.
Следующей очереди выделяется аналогичная доля пропускной способности, затем эта очередь тоже перемещается в конец списка; и так далее, в зависимости от количества используемых очередей. Алгоритм циклически повторяется, пока очередь не опустеет.
Алгоритм взвешенного циклического обслуживания (WRR) использует тот же метод, что и простое циклическое обслуживание, но он обрабатывает очереди на основе их уровня приоритета и веса очереди (число, которое вводится в поле Weight), а не фиксированной доли пропускной способности. Алгоритм WRR запускается только тогда, когда на порт приходит больше трафика, чем он может обработать. Очереди с большим весом обрабатываются быстрее, чем очереди с малым весом. Этот механизм организации очереди эффективен потому, что он распределяет всю доступную
пропускную способность между различными очередями трафика и возвращается к очередям, которые еще не закончились.
 
Каждой очереди присваивается определенный вес в диапазоне от 1 до 15. Время работы поделено на равные циклы, и в течение каждого цикла количество выбранных кадров соответствует весу очереди. Очереди с большим весом обрабатываются быстрее, чем очереди с малым весом.
 
Если сравнивать алгоритмы WRR и WFQ, то главное их различие в том, что WRR учитывает количество кадров, а WFQ учитывает реально передаваемый объем данных.

KB-4629

Была ли эта статья полезной?
Пользователи, считающие этот материал полезным: 0 из 0

Комментарии

0 комментариев