V06 - Überlastkontrolle und Quality of Service Flashcards
Was bedeutet Überlast?
- Pakete konkurrieren um Bandbreite einer Verbindung
- Unzureichende Bandbreite: Puffern der Pakete im Router
- Pufferüberlauf: Pakete verwerfen
- Ein Netzwerk mit häufigem Pufferüberlauf heißt überlastet (congested)
Was ist die Aufgabe der Überlastkontrolle bzw. -vermeidung?
Verhindern, dass mehrere Sender einen Teil des Netzwerks (=Zwischenknoten) überlasten.
Was ist die Aufgabe der Flusskontrolle?
Verhindern, dass ein Sender seinen Empfänger überlastet.
Wie funktioniert der Basismechanismus Additive Increase / Multiplicative Decrease zur Überlastkontrolle?
- Wenn das Überlastfenster (CongestionWindow) vollständig übertragen wurde, vergrößere das Fenster um ein Paket (additiv)
- Wenn ein Paket verloren geht, halbiere das Fenster (multiplikativ): höchstens bis MSS (= Maximum Segment Size von TCP) erreicht ist
Was bedeutet Slow Start als Erweiterung zur Überlastkontrolle?
- Start mit CongestionWindow = MSS
- Verdoppelung bis zum ersten Timeout
- Slow Start wird auch verwendet, wenn eine Verbindung bis zu einem Timeout blockiert
Was bedeutet Fast Retransmit / Fast Recovery bei der Überlastkontrolle?
- Lange Timeouts führen oft zum Blockieren der Verbindung
- Idee: Paketverlust kann auch durch Duplikat-ACKs erkannt werden
- Nach dem dritten Duplikat-ACK: Paket erneut übertragen, CongestionWindow halbieren ohne Slow Start
- Slow Start nur noch am Anfang und bei wirklichem Timeout
Was ist das Ziel der Überlastvermeidung?
Reduziere Senderate, bevor Überlast (also Paketverlust) entsteht.
Welche zwei Möglichkeiten gibt es drohende Überlast zu erkennen?
- Router-zentrisch
- Host-zentrisch (quellenbasierte Überlastvermeidung)
Was bedeutet Router-zentrische Überlastvermeidung?
- Router melden an Hosts, wenn sie die Senderate reduzieren sollen
- Basis: mittlere Länge der Paket-Warteschlange im Router (die Warteschlange ist also über längere Zeit fast voll)
Was ist Random Early Detection (RED) bei Überlastvermeidung?
- Router-zentrische Variante
- Router verwirft einzelne Pakete, bevor Puffer wirklich voll ist (und alle verworfen werden müssten)
- Random Early Drop statt ausschließlich Tail Drop: ab einer bestimmten Warteschlangenlänge, werden ankommende Pakete mit gewisser Wahrscheinlichkeit verworfen
- Zusammenarbeit mit TCP-Überlastkontrolle: TCP halbiert bei Paketverlust das CongestionWindow
- Ist näherungsweise fair: Anzahl verworfener Pakete in etwa proportional zum Bandbreitenanteil eines Flusses
Wie kann Host-zentrisch drohende Überlast erkannt werden?
- (Latenz) Messung der RTT (Round Trip Time) zwischen Paket und ACK: volle Warteschlangen in Routern bewirken höhere RTT
- TCP Vegas: Vergleich von erreichtem mit erwartetem Durchsatz, Ziel = belege konstante, kleine Zahl von Puffern im Router
Was ist Quality of Service?
- Maß für die Qualität eines Kommunikationsdienstes aus Anwendersicht (auch Dienstgüte genannt)
- wird daran gemessen, wie stark ein jeweiliger Dienst den Anforderungen der Nutzer entspricht
Welche Methoden gibt es zur Unterstützung von Quality of Service (QoS)? (2)
- Feingranulare Ansätze: Datenflüsse einzeln betrachten, viel “Intelligenz” im Router nötig Bsp. Internet: Integrated Services
- Grobgranulare Ansätze: nur Klassen von Datenflüssen betrachten, einfacher in den Routern und skalierbar, Bsp. Internet: Differentiated Services
Welche Grundmechanismen gibt es bei Integrated Services (Feingranularer Ansatz)? (4)
- FlowSpecs
- Zugangskontrolle
- Ressourcen-Reservierung
- Paket-Scheduling
Was ist die Grundlage für grobgranulare Ansätze bei QoS?
- Verkehr wird in wenige Verkehrsklassen eingeteilt
- Ressourcen werden den Klassen zugeteilt und nicht einzelnen Strömen
- Router an der Peripherie weisen Paketen einer Verkehrsklasse zu
- Weiterleitung findet anhand von den Klassen statt
