8.2. Поддержка качества обслуживания
По запросу пользователя при установлении каждого виртуального соединения определяются несколько параметров трафика, связанных со скоростью передачи данных и влияющих на качество обслуживания QoS в части минимизации вероятности потерянных кадров.
CIR (Committed Information Rate) – согласованная информационная скорость, с которой сеть будет передавать данные пользователя.
Bc (Committed Burst Size) – согласованный объем информации, то есть максимальное количество бит, которое сеть будет передавать от этого пользователя за интервал времени Т.
Ве (Excess Burst Size) – дополнительный объем информации, то есть максимальное количество бит, которое сеть будет пытаться передать сверх установленного значения Bc за интервал времени Т.
Параметры QoS, связанные с задержками и вариациями задержек, стандартами Frame Relay, не оговариваются, так как изначально технология разрабатывалась только для передачи трафика данных, который не чувствителен к задержкам. Интервал времени Т является согласованным интервалом измерения скорости передачи информации и вычисляется T=Bc/CIR.
Отсюда видно, что скорость CIR сеть должна гарантировано поддерживать при обычных условиях (CIR=Bc/T).
Например, если Bc=128 кбит, а CIR=64кбит/с, то Т=2 сек. Для сети передачи данных характерен пульсирующий характер, который выражается отношением максимального потока данных к среднему за определенное время. Эта величина может достигать 100:1.
Можно задать значения CIR и Т, тогда производной величиной станет величина всплеска трафика Вс. Основным параметром, по которому абонент и сеть заключают соглашение при установлении виртуального соединения, является согласованная скорость передачи данных. Для постоянных виртуальных каналов ПВК это соглашение является частью контракта на пользование услугами сети. При установлении коммутируемого виртуального канала соглашение об обслуживании заключается автоматически с помощью протокола Q.931 – требуемые параметры CIR, Bc и Be передаются в пакете запроса на установление соединения. Так как скорость передачи данных измеряется на каком-то интервале времени, то интервал T и является таким контрольным интервалом, на котором проверяются условия соглашения. В общем случае пользователь не должен за этот интервал передать в сеть данные со средней скоростью, превосходящей CIR. Если же он нарушает соглашение, то сеть не только не гарантирует доставку кадра, но помечает этот кадр признаком DE (Discard Eligibility), равным 1, то есть как кадр, подлежащий удалению. Однако кадры, отмеченные таким признаком, удаляются из сети только в том случае, если коммутаторы сети испытывают перегрузки. Если же перегрузок нет, то кадры с признаком DE=1 доставляются адресату. Такое щадящее поведение соответствует случаю, когда общее количество данных, переданных пользователем в сеть за период T, не превышает объема Bc+Be. Если же этот порог превышен, то кадр немедленно удаляется из сети. Рисунок 8.2 иллюстрирует случай, когда за интервал времени T в сеть по виртуальному каналу поступило 5 кадров. Средняя скорость поступления информации в сеть составила на этом интервале R бит/с и она оказалась выше CIR. Кадры F1,F2 и F3 доставили в сеть данные, суммарный объем которых не превысил порог Вс, поэтому эти кадры ушли дальше транзитом с признаком DE=0. Данные кадра F4, прибавленные к данным кадров F1,F2 и F3, уже превысили порог Bc, но еще не превысили порога Bc+Be, поэтому кадр F4 также ушел дальше, но уже с признаком DE=1. Он подлежит удалению только при перегрузке. Данные кадра F5, прибавленные к данным предыдущих кадров, превысили порог Bc+Be, поэтому этот кадр удаляется из сети, даже при отсутствии перегрузки.
Рис. 8.2. Реакция сети на трафик пользователя
В технологии Frame Relay определен еще и дополнительный (необязательный) механизм управления кадрами. Это механизм оповещения конечных пользователей о том, что в коммутаторах сети возникли перегрузки (переполнение необработанными кадрами). Бит FECN (Forward Explicit Congestion Bit) кадра извещает об этом оконечное устройство принимающей стороны. На основании значения этого бита принимающая сторона должна с помощью протоколов более высоких уровней известить передающую сторону о том, что та должна снизить интенсивность отправки пакетов в сеть. Бит BECN (Backward Explicit Congestion Bit) извещает передающую сторону о перегрузке и является рекомендацией немедленно снизить темп передачи. В этом случае сетевое устройство (узел коммутации), возле которого возникла перегрузка, устанавливает в кадре бит BECN, а затем отправляет такой кадр узлам коммутации, которые стали причиной перегрузки. Эти узлы коммутации снижают поток кадров, поступающих в место перегрузки. Бит BECN обычно отрабатывается на уровне устройств доступа к сети. Frame Relay не требует от устройств, получивших кадры с установленными битами FECN и BECN, немедленного прекращения передачи кадров в данном направлении, как того требуют кадры RNR сетей X.25. Эти биты должны служить указанием снижения темпа передачи пакетов. Так как регулирование потока и принимающей и передающей сторонами инициируется в разных протоколах по-разному, то разработчики протоколов Frame Relay учли оба направления снабжения предупреждающей информацией о перегрузке в сети. В общем случае биты FECN и BECN могут игнорироваться. Но обычно устройства доступа к сети FRAD (Frame Relay Access Device) отрабатывают, по крайней мере, признак BECN [15].