Überlastkontrolle und Ressourcenzuteilung Flashcards
Was bedeutet Überlast?
- Pakete konkurrieren um Bandbreite einer Verbindung
- bei unzureichender Bandbreite -> Pufferung im Switch
- bei Pufferüberlauf -> Pakete verwerfen
Wann ist ein Netzwerk überlastet?
Häufiger Pufferüberlauf des Netzwerks
Was sind Aufgaben der Überlastkontrolle?
Erkennen und schnelles Beenden der Überlast
- Sender mit hoher Datenrate stoppen
- Konkurriert mit Fairness
Erkennen von drohenden Überlastsituationen und Vermeidung dieser (Überlastvermeidung)
Was ist der Unterschied zur Flußkontrolle?
Flusskontrolle verhindert das EIN Sender seinen Empfänger überlastet.
Überlastkontrolle verhindert, dass MEHRERE Sender einen TEIL des Netzwerks überlasten.
Was beschreibt das Congestion Windows?
- Sender kann noch so viele Bytes senden, ohne Netzwerk zu überlasten
- groß bei wenig Überlast
- klein bei viel Überlast
Was ist die Grundidee von Additive Increase / Multiple Decrease?
Wenn Überlastfenster vollständig übertragen wurde
-> vergrößere Fenster um 1 Paket (additiv)
Wenn Paket verloren geht -> halbiere Fenster (mulitplikativ)
Wozu wird Slow Start verwendet?
normal: Start mit max. Congestion Window
- > zu aggressiv, kann zu Überlast führen
ABER: Additive Increase dauert zu lange
Lösung:
- Start mit CongestionWindow=Maximum Segment Size
- Verdopplung bis zum ersten Timeout
Wozu wird Slow Start ebenfalls verwendet?
Wenn eine Verbindung bis zu einem Timeout blockiert
- Paket X geht verloren
- Senderfester ausgeschöpft, keine weiteren Pakete
- nach Timeout: X neu übertragen, kumulatives ACK öffnet Sendefenster wieder
Was ist Fast Retransmit / Fast Recovery?
- Lange Timeouts führen oft zu Blockieren der Verbindung
- Idee: Paketverlust auch durch Duplikat-ACKs erkennbar
- nach 3ten Duplikat-ACK:
- -Paket neu übertragen
- -CongestionWindow halbieren ohne Slow Start
-Slow Start nur noch am Anfang und bei wirklichem Timeout
Was ist das Ziel der Überlastvermeidung?
Reduzierung der Senderate, BEVOR Überlast (Paketverlust)
Welche zwei Alternativen gibt es zur Erkennung drohender Überlast?
Router-zentrisch
Host-zentrisch
Was ist mit Router-zentrischer Überlastvermeidung gemeint?
- Router melden an Hosts, wenn sie Senderate reduzieren sollen
- Basis: mittlere Länge der Paket-Warteschlange im Router
- DECbit, RED
Was ist mit Host-zentrischer Überlastvermeidung gemeint?
- quellenbasierte Ü-Vermeidung
- Host beobachten Anzeichen drohender Überlast selbst
- z.B. steigende Latenz, sinkender Durchsatz
- TCP Vegas
Was ist DECbit?
Router überwacht mittlere Länge des Puffers bei Überschreiten: -R setzt Überlastbit (Warnbit) im Header -Empfänger kopiert Warnbit in sein ACK -Sender reduziert Senderate
Wie wird bei DECbit die Senderate reduziert?
Überlastfenster mit Additive Increase / Mulitple Decrease
Zählen der ACKs mit Warnbits:
->50%: 7/8 Fenster
-<50%: Fenstergröße++
Was ist RED bei Überlastvermeidung?
Random Early Detection
Router überwacht mittleren Puffer
Verwerfen zufälliger Pakete (Drop-Wahrscheinlichkeit)
Was ist TCP Vegas
host zentrisch
Vergleich erwarteter und erreichter Durchsatz
Ziel: belege konstante, kleine Zahl von Puffern im Router
je nach Differenz: linear verkleinern oder vergrößern
Was ist Quality of Service (QoS)?
Dienstgüten
Daten teilweise in Echtzeit (Best Effort zu wenig)
versch. Dienstklassen mit versch. Garantien
Was sind die zwei Methoden zur Unterstützung von QoS?
Feingranluare Ansätze
Grobgranulare Ansätze
Was sind feingranulare Ansätze?
- stellen Dienstgüte für einzelne Datenflüsse bereit
- im Internet: Integrated Services
- benötigt viel “Intelligenz” in Routern (aufwendig)
Worauf basieren IntServ (feingranular)? (2)
Basis: zusätliche Dienstklassen
- Guaranteed Service
- -für intolerante Anwendungen
- -Netz garantiert maximale Verzögerung
- Controlled Load Service
- -für tolerante, adaptive Anwendungen
- -emuliert wenig belastetes Netzs
RSVP erlaubt Reservierungen
Wozu wird IntServ (feingranular) z.B. verwendet?
Unterstützung von Multimedia Streaming
Welche Mechanismen erbringt Integrated Services (fein)?
FlowSpecs (Dient-/Flussbeschreibung)
Zugangskontrolle (Wer Daten bereitstellen)
Ressourcen-Reservierung
Paket Scheduling
Wozu dient der Token Bucket Filter?
Wandelt Datenstrom so um, dass:
- mittlere Datenrate höchstens r ist
- Bursts mit höherer Rate auf eine Größe von B Bytes beschränkt sind
- -d.h. Router mit Datenrate r am Ausgang braucht höchstens B Bytes an Puffer
Was ist die Idee des Token Bucket Filter?
- Sender benötigt für jedes gesendete Byte ein Token
- Sender startet mit 0 Token
- Bekommt r Token pro Sekunde
- kann max. B Token akkumuieren
Was ist das RSVP Reservierungsprotokoll?
Ziel: Robustheit verbindungsloser Netze erhalten
Daher: Soft State mit periodischem Aufrischen (30s)
RSVP unterstützt Mulitcast Flüsse (Reservierung erfolgt durch Empfänger)
- Sender schickt PATH-Nachricht mit TSpec
- Empfänger schickt RESV Nachricht mit Anforderungen (RSpec) entlag derselben Route
Was ist WFQ (feingranular)?
bei GS: eine Warteschlange pro Fluss, Weighted Fair Queueing (WFQ)
-Fair Queueing mit Gewichtung der Warteschlange
bei CLS: gemeinsame Wareschlange mit WFQ
Was sind grobgranulare Ansätze?
- Stellen Dienstgüte nur für aggregierten Verkehr bereit
- im Internet: Differentiated Services
- einfacher in den Routen, skalierbarer
- keine wirklichen Ende-zu-Ende Garantien
Was sind Differentiated Services?
Einteilung des Verkehrs in Klassen
Zuteilung der Ressourcen an Klassen statt einzelne Ströme
Was ist Expedited Forwarding (grobgranular)?
Ziel: Pakete mit EF-ID mit minimaler Verzögerung und kleinsten Paketverlust weiterleiten
Implementierung durch strikte Prioirät
WFQ mit entsprechender hoher Gewichtung von EF
Was ist Assured Forwarding (grobgranular)?
Ziel: gute Bandbreite bei geringer Verlustrate
4 Klassen á 3 Drop-Prioritäten
