Узкие места в сети
Управление потоком с использованием плавающего окна дает возможность получателю задавать скорость работы отправителя. Получатель в этом случае только подтверждает полученные сегменты и расширяет свое окно приема в соответствии с наличием свободного буферного пространства. А если учесть, что данные (в конечном счете) не могут быть отосланы без подтверждения, то можно говорить, что скорость передачи данных определяется скоростью поступления подтверждений на прием предыдущих посланных сегментов.
Однако при использовании протокола TCP скорость поступления подтверждений определяется так называемыми узкими местами между отправителем и получателем. Под термином «узкое место» понимается либо какое-то устройство, либо часть канала, имеющие значительно меньшие скоростные параметры, чем весь канал в целом. Этим узким местом может быть либо получатель, либо сама сеть.
Узкое место между отправителем и получателем может располагаться где угодно в сети. Узкие места могут быть логическими и физическими. На рис. 7.11 показан пример образования логических и физических узких мест. В этом примере отправитель имеет пропускную способность 10 Мбит/с. Поэтому для работы протокола TCP канал со скоростью 1.5 Мбит/с между маршрутизаторами становится узким местом. Это физическое узкое место. Так как скорость передачи невелика, то после достижения устойчивого состояния протокол TCP будет эффективно использовать доступную скорость. Однако наиболее часто узкие места являются логическими и образуются из-за очередей на маршрутизаторах, коммутаторах или получателе. Задержки в очередях, как правило, подвержены флуктуациям (см. приложение 4) и усложняют процесс формирования устойчивого потока.
Флуктуация задержек, которая имеет место в распределенных IP-сетях, затрудняет выбор политики отправки данных протоколом TCP на стороне отправителя. Если поток имеет слишком маленькую скорость, то распределенная сеть будет использоваться неэффективно. Если один или несколько отправителей использует повышенную скорость, то другие потоки TCP будут «зажаты» потоками этих отправителей. Если же множество отправителей TCP используют чрезмерно высокую скорость, то сегменты будут теряться при передачах, приводя к повторным передачам; или подтверждения будут сильно задерживаться, что также приводит к ненужным повторным передачам. Более того, подобные повторные передачи могут иметь эффект положительный обратной связи: чем больше сегментов посылается повторно, тем больше растет перегрузка, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему повышению задержек и к увеличению числа отброшенных сегментов. Все это вместе приводит к увеличению числа повторных передач, что в еще большей степени усугубляет перегрузку.
Рассмотрим случай, когда узкое место находится где-то в сети. На рис. 7.12 показан низкоскоростной канал между отправителем и получателем. Ширина этого канала пропорциональна скорости передачи данных. Отправитель и получатель подключены к высокоскоростным сетям и поэтому каждый из них может работать с высокой скоростью. Канал из-за своей низкой скорости изображен на рис. 7.12 тонким. Он как раз и создает узкое место. На рис. 7.12 каждый посланный сегмент с данными изображается прямоугольником, чья площадь пропорциональна количеству байт информации в этом сегменте. Поэтому, когда сегмент проходит по узкому каналу, он как бы вытягивается в длину и, соответственно, увеличивается время его прохождения по каналу. Время прохождения сегмента через определенную точку медленного канала обозначим Рb: это разница между временами пересечения этой точки передней и задней границами сегмента. Предположим, что на медленном канале сегменты идут вплотную друг к другу, то есть задняя граница первого сегмента примыкает к передней границе второго сегмента. Поэтому Pb определяет и время прохождения через точку в канале передних границ обоих сегментов. При поступлении сегментов в высокоскоростной канал это время (между передними границами) сохраняется даже с учетом повышения скорости передачи данных, так как время между поступлениями не меняется. А так как сегмент на высокоскоростном канале как бы сжимается по длине и увеличивается в ширину, то теперь это время состоит из времени прохождения самого сегмента и времени на паузу до передней границы следующего сегмента, то есть Рr=Рb. Если получатель подтверждает сегменты в момент поступления, то время между отсылками подтверждающих сегментов (АСК-сегментов) Аr на выходе от получателя равно Рr. И, наконец, мы получаем, что Ab, будет равно Ar, а Аs равно Ab,.
При переходе системы в устойчивое состояние после начальной попытки работать с большой скоростью скорость передачи сегментов сравняется со скоростью поступления подтверждений. Очевидно, что скорость отправки сегментов будет равна скорости самого медленного канала. Можно сказать, что протокол TCP автоматически определяет узкое место в сети и регулирует свой поток. Этот процесс называется самосинхронизацией (self-clocking). Самосинхронизация работает хорошо, если узким местом является получатель.
41Узкие места в компьютерных сетях.
Узкое место между отправителем и получателем может располагаться где угодно в сети. На рис. Показан пример образования логических и физических узких мест. В этом примере отправитель имеет пропускную способность канала 10Мбит/с. Поэтому для работы по протоколу TCP канал со скоростью 1.5 Мбит/с между маршрутизаторами становится узким местом.
Узкие места компьютерной сети.
43Масштабируемость компьютерных сетей.
Масштабируемость – возможность наращивания ресурсов сети и абонентов. В компьютерных сетях с выделенным сервером, рабочие станции подключаются к выделенным серверам, а серверы, в свою очередь, группируются в домены. Домен – группа компьютеров и периферийных устройств, с общей системой безопасности. Масштабируемость доменной архитектуры. При объединении доменов следует выделить три основные модели отношений: а) Модель мастер-домена; б) Модель с несколькими мастер-доменами; в) Модель полностью доверительных отношений. Модель мастер-домена. Один из доменов объявляется главным, и в нем хранятся записи всех пользователей сети. Остальные домены являются ресурсными доменами. Все ресурсные домены доверяют главному домену, который является главным мастер-доменом. Модель с несколькими мастер-доменами. В этой модели несколько доменов объявляются главными, и в каждом из них хранятся учетные записи подмножества пользователей сети. Остальные домены являются вторичными, как и было описано выше. Данная модель хорошо масштабируется. Модель с полностью доверительными отношениями. Здесь не существует главного домена, и каждый из доменов может содержать как учетные записи, так и ресурсы. Данная модель хорошо подходит для создания сколь угодно больших сетей, однако чрезвычайно сложна для администрирования сети.
45. Протоколы Internet.
Протокол в данном случае — это, образно говоря, «язык», используемый компьютерами для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Систему этих протоколов называют стеком протоколов TCP/IP. Наиболее распространённые интернет-протоколы (в алфавитном порядке, сгруппированные в примерном соответствии модели OSI): 1) На прикладном уровне: DNS , FTP , HTTP , HTTPS , IMAP , LDAP , POP3 , SMTP , SSH , Telnet , XMPP (Jabber) .2) На сеансовом уровне/уровне представления : SSL , TLS .3) На транспортном уровне : TCP ,UDP . 4) На сетевом уровне : BGP , ICMP , IGMP , IP , OSPF , RIP , EIGRP ,IS-IS . 5) На канальном уровне : Ethernet , Frame relay , HDLC , PPP , SLIP . Есть ещё целый ряд протоколов, ещё не стандартизированных, но уже очень популярных в сети Интернет. Эти протоколы в большинстве своём нужны для обмена файлами и текстовыми сообщениями, на некоторых из них построены целые файлообменные сети. Вот эти протоколы: 1) ICQ 2) AIM 3) CDDB 4) eDonkey 5) BitTorrent 6) Gnutella 7) Skype. Протоколы электронной почты : SMTP – протокол использует TCP как транспортный протокол, который обеспечивает достоверность и надежность доставки сообщения. По умолчанию TCP- протокол подключен к протоколу SMTP через порт 25. SMTP – команды инкапсулируются в поле данных TCP в соответствии с обычными механизмами инкапсуляции стека протоколов TCP/ IP. POP3 – это простейший протокол для работы пользователя для работы со своим почтовым ящиком. Он позволяет только забрать почту из почтового ящика сервера на компьютер клиента и удалить ее из почтового ящика на сервере. Протокол IMAP4 — протокол доступа к электронной почте Internet, версия 4) позволяет клиентам получать доступ и манипулировать сообщениями электронной почты на сервере. HTTP — протокол передачи гипертекста) обеспечивает высокопроизводительный механизм передачи мультимедийной информации независимо от типа представленных данных. Протокол построен по объектно- ориентированной технологии и может использоваться для решения различных задач, например, для управления распределенными информационными системами.
41Узкие места в компьютерных сетях.
Узкое место между отправителем и получателем может располагаться где угодно в сети. На рис. Показан пример образования логических и физических узких мест. В этом примере отправитель имеет пропускную способность канала 10Мбит/с. Поэтому для работы по протоколу TCP канал со скоростью 1.5 Мбит/с между маршрутизаторами становится узким местом.
Узкие места компьютерной сети.
43Масштабируемость компьютерных сетей.
Масштабируемость – возможность наращивания ресурсов сети и абонентов. В компьютерных сетях с выделенным сервером, рабочие станции подключаются к выделенным серверам, а серверы, в свою очередь, группируются в домены. Домен – группа компьютеров и периферийных устройств, с общей системой безопасности. Масштабируемость доменной архитектуры. При объединении доменов следует выделить три основные модели отношений: а) Модель мастер-домена; б) Модель с несколькими мастер-доменами; в) Модель полностью доверительных отношений. Модель мастер-домена. Один из доменов объявляется главным, и в нем хранятся записи всех пользователей сети. Остальные домены являются ресурсными доменами. Все ресурсные домены доверяют главному домену, который является главным мастер-доменом. Модель с несколькими мастер-доменами. В этой модели несколько доменов объявляются главными, и в каждом из них хранятся учетные записи подмножества пользователей сети. Остальные домены являются вторичными, как и было описано выше. Данная модель хорошо масштабируется. Модель с полностью доверительными отношениями. Здесь не существует главного домена, и каждый из доменов может содержать как учетные записи, так и ресурсы. Данная модель хорошо подходит для создания сколь угодно больших сетей, однако чрезвычайно сложна для администрирования сети.
45. Протоколы Internet.
Протокол в данном случае — это, образно говоря, «язык», используемый компьютерами для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Систему этих протоколов называют стеком протоколов TCP/IP. Наиболее распространённые интернет-протоколы (в алфавитном порядке, сгруппированные в примерном соответствии модели OSI): 1) На прикладном уровне: DNS , FTP , HTTP , HTTPS , IMAP , LDAP , POP3 , SMTP , SSH , Telnet , XMPP (Jabber) .2) На сеансовом уровне/уровне представления : SSL , TLS .3) На транспортном уровне : TCP ,UDP . 4) На сетевом уровне : BGP , ICMP , IGMP , IP , OSPF , RIP , EIGRP ,IS-IS . 5) На канальном уровне : Ethernet , Frame relay , HDLC , PPP , SLIP . Есть ещё целый ряд протоколов, ещё не стандартизированных, но уже очень популярных в сети Интернет. Эти протоколы в большинстве своём нужны для обмена файлами и текстовыми сообщениями, на некоторых из них построены целые файлообменные сети. Вот эти протоколы: 1) ICQ 2) AIM 3) CDDB 4) eDonkey 5) BitTorrent 6) Gnutella 7) Skype. Протоколы электронной почты : SMTP – протокол использует TCP как транспортный протокол, который обеспечивает достоверность и надежность доставки сообщения. По умолчанию TCP- протокол подключен к протоколу SMTP через порт 25. SMTP – команды инкапсулируются в поле данных TCP в соответствии с обычными механизмами инкапсуляции стека протоколов TCP/ IP. POP3 – это простейший протокол для работы пользователя для работы со своим почтовым ящиком. Он позволяет только забрать почту из почтового ящика сервера на компьютер клиента и удалить ее из почтового ящика на сервере. Протокол IMAP4 — протокол доступа к электронной почте Internet, версия 4) позволяет клиентам получать доступ и манипулировать сообщениями электронной почты на сервере. HTTP — протокол передачи гипертекста) обеспечивает высокопроизводительный механизм передачи мультимедийной информации независимо от типа представленных данных. Протокол построен по объектно- ориентированной технологии и может использоваться для решения различных задач, например, для управления распределенными информационными системами.