Защита от перегрузок

В СПД с коммутацией пакетов основными ресурсами для функционирования сети являются пропускная способность каналов, емкости буферных памятей в узлах связи. Перечисленные характеристики и топология сети определяют предельную пропускную способность СПД. При этом реальная пропускная способность сети никогда не превышает предельной и зависит от числа пакетов одновременно находящихся в сети.

Как видно из рисунка с увеличением числа пакетов передаваемых сетью производительность в сети l сначала возрастает до своего максимального значения, потом начинает падать. Состояние сети при котором из-за большого числа передаваемых пакетов резко ухудшаются характеристики сети, называется перегрузка.

При числе пакетов М не превышающих М^* в сети существуют условия для свободного продвижения пакетов к адресату.

При М>М^* эти условия ухудшаются и в конце концов ухудшаются на столько при М³М^**, что сеть оказывается заблокированной, находящимися в ней пакетами и производительность сети падает до 0. Блокировки в сети возникают из-за отсутствия свободной буферной памяти в узлах связи.

Например: два узла связи А и В связаны каналом связи и при этом все буферные регистры узла А заняты пакетами которые должны быть переданы в узел В. А все буферные регистры узла В заняты пакетами предназначенными для узла А, то в этом случае возникает тупиковая ситуация или блокировка, так как ни один из пакетов узлов А и В не может быть передан в узел назначения. Поэтому для исключения перегрузки в сети необходимо не допустить чрезмерного поступления пакетов в сеть, т.е. они должны ожидать своей очереди на передачу, находясь в буферах памяти узлов связи или в памяти главных терминальных вычислительных машин. Если рассмотренные ситуации все-таки возникли или близки к возникновению, то используется два способа борьбы с перегрузками.

1) Реализуется система запретов на передачу пакетов в сеть. Например, запрет узлу-источнику выдается приемным узлом уже при 50% заполнении его буферной памяти. При этом предполагается, что вторую половину этой памяти заполняют пакеты уже находящиеся в сети, т.е. транзитные пакеты. Однако, как только емкость указанных буфером памяти, оказывается заполненной менее, чем на 50 % запрет на передачу снимается. Снятие и выдача запретов в этом случае производится с использованием специальных пакетов. Обычно цифра 50 % или какая-нибудь другая определяется путем моделирования.

2) В качестве еще одной меры защиты от перегрузок может быть уничтожение каких-либо пакетов уже находящихся в сети. При этом уничтоженные пакеты не могут быть потеряны для пользователя, так как их источник не получив соответствующую квитанция, осуществляет их повторную передачу.