5.6. Алгоритмы обслуживания очередей

Чаще всего применяю следующие алгоритмы управления (обслуживания) очередями:

• FIFO

• Приоритетное обслуживание, которое называют также «подавляющим»

• Взвешенное обслуживание

• 1) Традиционный алгоритм fifo

Достоинство — простота реализации и отсутствие необходимости конфигурирования. Недостаток — невозможность дифференцированной обработки заявок различных потоков.

• 2) Приоритетное обслуживание (Priority Queuing)

Сначала необходимо решить отдельную задачу - разбить общий входной поток устройства на классы (приоритеты). Признак, по которому производят разбивку на классы, помещают в поле приоритета.

Затем требование помещается в очередь, соответствующую заданному приоритетному классу.

Рассмотрим пример с четырьмя приоритетными очередями: высокий, средний, нормальный и низкий приоритет.

Рис. 5.12. Приоритетное обслуживание

Здесь очереди имеют абсолютный приоритет — пока не обработаны пакеты из очереди более высокого приоритета не производится переход к более низкоприоритетной очереди.

При моделировании можно:

■ Выделить одинаковое количество буферов для всех очередей

• На основе анализа трафика поступлений установить нужный размер для каждой из очередей.

Недостаток:

Если высока интенсивность высокоприоритетного трафика, обслуживание низкоприоритетного трафика может совсем не производиться.

Этот метод можно, например, использовать при моделировании сети, если в качестве высокоприоритетного будет выбран голосовой трафик (IP-телефония). Это связано с тем, что его интенсивность невелика (обычно 4-16 Кбит/с).

Если же в сети в качестве высокоприоритетного выбран видеотрафик, остальным потокам может и не достаться пропускной способности.

3) Взвешенные настраиваемые очереди (Weighted Queuing)

Здесь делается попытка предоставить всем классам определенный минимум пропускной способности, т.е. обслуживания, и гарантировать некоторые требования к задержкам.

Под весом для каждого класса понимается процент предоставляемой классу пропускной способности (от полной выходной пропускной способности). Алгоритм, используемый администратором для назначения весов, называется настраиваемой очередью.

Рис.5.13. Взвешенные настраиваемые очереди

Очереди обслуживаются циклически, и в каждом цикле обслуживания из каждой очереди выбирается такой объем нагрузки, который соответствует весу этой очереди.

Например: цикл = 1 сек., скорость выходного интерфейса = 100 Мбит/с. В каждом цикле из очередей выбираются следующие объемы данных:

■ 1 — 10 Мбит

■ 2—10 Мбит

• 3 — 30 Мбит

• 4 — 20 Мбит

■ 5 — 30 Мбит

Здесь, как и в приоритетном обслуживании, можно назначать различные длины очередям. Тем самым появляется возможность сглаживания нагрузки.

Вопросы и задания

1. Измените алгоритм моделирования СМО так, чтобы он учитывал возможность существования неограниченной очереди к приборам (потерянных заявок не будет). При этом используйте семафор.

2. Сравните по быстродействию три способа организации календаря: простой список, связный список, двусвязный список.