Gestion des files d'attente et de la congestion

publié il y a  2020-2-29 22:33:49 26 0 0 0

Il est inévitable que la congestion de paquets génère pendant la transmission de paquets, à ce moment précis, la mise en file d'attente, la technologie la plus utilisée dans la gestion de la congestion, est introduite.

 

La technologie de mise en file d'attente commande les paquets dans le tampon. Lorsque le débit de paquets dépasse la bande passante d'interface ou la bande passante allouée à la file d'attente qui met en mémoire tampon les paquets, les paquets sont mis en mémoire tampon dans les files d'attente et attendent d'être transmis. L'algorithme de planification de file d'attente détermine l'ordre dans lequel les paquets quittent une file d'attente et les relations entre les files d'attente.

 

Dans cet article, nous allons présenter quelques algorithmes de planification largement utilisés qui sont utilisés dans la planification des paquets.

 

FIFO (premier entré, premier sorti)

L'algorithme de planification le plus couramment et le plus utilisé. FIFO ne classe pas les pacekts en différentes classifications. Il permet aux paquets qui arrivent plus tôt d'entrer dans la file d'attente en premier. A la sortie d'une file d'attente, FIFO permet aux paquets de quitter la file d'attente dans le même ordre que celui dans lequel les paquets entrent dans la file d'attente.

FIFO, c'est comme les gens qui font la queue sur le marché, quand quelqu'un arrive au kiosque, il rejoint la file d'attente. Et ils quittent le marché selon l'ordre d'arrivée.

FIFO

 

SP (priorité stricte)

SP planifie les paquets strictement en fonction des priorités de file d'attente. Les paquets dans les files d'attente à faible priorité ne peuvent être planifiés qu'après la planification de tous les paquets dans les files d'attente à priorité élevée.

Lorsque les paquets quittent les files d'attente, l'appareil transfère les paquets dans l'ordre décroissant de priorités. Les paquets dans la file d'attente de priorité supérieure sont transférés de manière préférentielle. Si des paquets de la file d'attente de priorité supérieure se trouvent entre des paquets de la file d'attente de priorité inférieure en cours de planification, les paquets de la file d'attente de priorité élevée sont toujours planifiés de manière préférentielle. Cette implémentation garantit que les paquets de la file d'attente de priorité supérieure sont toujours transférés de manière préférentielle. Tant qu'il y a des paquets dans la file d'attente haute, aucune autre file d'attente ne sera servie.

 

L'inconvénient de SP est que les paquets des files d'attente de priorité inférieure ne sont traités que lorsque toutes les files d'attente de priorité supérieure sont vides. Par conséquent, une file d'attente de priorité supérieure encombrée entraîne la mort de toutes les files d'attente de priorité inférieure.

 

La file d'attente haute priorité est comme la porte VIP, les paquets de cette file d'attente ont la priorité la plus élevée à traverser.

 SP


 

RR (Round Robin)

RR planifie plusieurs files d'attente en mode sonnerie. Si la file d'attente sur laquelle RR est effectuée n'est pas vide, le planificateur retire un paquet de la file d'attente. Si la file d'attente est vide, la file d'attente est ignorée et le planificateur n'attend pas.

 

RR

 

WRR (tournoi à la ronde pondéré)

Par rapport à RR, WRR peut définir le poids des files d'attente. Pendant l'ordonnancement WRR, la chance d'ordonnancement obtenue par une file d'attente est directement proportionnelle au poids de la file d'attente. La programmation RR fonctionne de la même manière que la programmation WRR dans laquelle chaque file d'attente a un poids 1.

 

WRR configure un compteur pour chaque file d'attente et initialise le compteur en fonction des valeurs de poids. Chaque fois qu'une file d'attente est planifiée, un paquet est retiré de la file d'attente et transmis, et le compteur diminue de 1. Lorsque le compteur devient 0, le périphérique arrête de planifier la file d'attente et commence à planifier d'autres files d'attente avec un compteur différent de 0 . Lorsque les compteurs de toutes les files d'attente deviennent 0, tous ces compteurs sont à nouveau initialisés en fonction du poids et un nouveau cycle de planification WRR démarre. Dans un cycle de planification WRR, les files d'attente avec les poids les plus importants sont planifiées plusieurs fois.

 WRR

 

Dans un exemple n, trois files d'attente avec le poids 50%, 25% et 25% respectivement sont configurées avec la planification WRR.

Les compteurs sont initialisés en premier: Count [1] = 2, Count [2] = 1 et Co unt [3] = 1.

1.        Premier tour de programmation WRR:

Le paquet 1 est extrait de la file d'attente 1, avec Count [1] = 1. Le paquet 5 est extrait de la file d'attente 2, avec Count [2] = 0. Le paquet 8 est extrait de la file d'attente 3, avec Count [3] = 0.

2.        Deuxième cycle de programmation WRR:

Le paquet 2 est extrait de la file d'attente 1, avec Count [1] = 0. Les files d'attente 2 et 3 ne participent pas à ce cycle de planification WRR puisque Count [2] = 0 et Count [3] = 0.

Ensuite, Count [1] = 0; Count [2] = 0; Count [3] = 0. Les compteurs sont à nouveau initialisés: Count [1] = 2; Nombre [2] = 1; Nombre [3] = 1.

3.        Troisième cycle de programmation WRR:

Le paquet 3 est extrait de la file d'attente 1, avec Count [1] = 1. Le paquet 6 est extrait de la file d'attente 2, avec Count [2] = 0. Le paquet 9 est extrait de la file d'attente 3, avec Count [3] = 0.

4.        Quatrième cycle de programmation WRR:

Le paquet 4 est extrait de la file d'attente 1, avec Count [1] = 0. Les files d'attente 2 et 3 ne participent pas à ce cycle de planification WRR puisque Count [2] = 0 et Count [3] = 0.

Ensuite, Count [1] = 0; Count [2] = 0; Count [3] = 0. Les compteurs sont à nouveau initialisés: Count [1] = 2; Nombre [2] = 1; Nombre [3] = 1.

En termes statistiques, vous pouvez voir que les heures de planification des paquets dans chaque file d'attente sont en rapport direct avec le poids de cette file d'attente. Plus le poids est élevé, plus les temps de planification sont importants. Si la bande passante d'interface est de 100 Mbit / s, la file d'attente avec le poids le plus faible peut obtenir une bande passante minimale de 25 Mbit / s, empêchant les paquets de la file d'attente de priorité inférieure d'être affamés lors de la mise en œuvre de la planification du SP.

Pendant la planification WRR, la file d'attente vide est directement ignorée. Par conséquent, lorsque le débit auquel les paquets arrivent dans une file d'attente est faible, la bande passante restante de la file d'attente est utilisée par d'autres files d'attente en fonction d'une certaine proportion.

La planification WRR présente deux inconvénients:

1.        WRR planifie les paquets en fonction du nombre de paquets. Par conséquent, chaque file d'attente n'a pas de bande passante fixe. Avec les mêmes chances de planification, un paquet long obtient une bande passante plus élevée qu'un paquet court. Les utilisateurs sont sensibles à la bande passante. Lorsque les longueurs moyennes des paquets dans les files d'attente sont identiques ou connues, les utilisateurs peuvent obtenir la bande passante attendue en configurant les poids WRR des files d'attente; cependant, lorsque la longueur moyenne des paquets des files d'attente change, les utilisateurs ne peuvent pas obtenir la bande passante attendue en configurant les poids WRR des files d'attente.

2.        Les services qui nécessitent un court délai ne peuvent pas être programmés à temps.

 

Pour les mêmes rythmes, il faut trois tours pour terminer d'interroger tous les paquets.


wrr-RR


WFQ (Weighted Fair Queuing)

WFQ alloue des bandes passantes aux flux en fonction du poids. De plus, pour allouer équitablement les bandes passantes aux flux, WFQ planifie les paquets en bits. L'image ci-dessous montre le fonctionnement de la planification bit par bit.

WFQ



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