Traffic Shaping gegen Polizeiarbeit
Verkehrspolizei und Verkehrsformung sind zwei ähnliche Ansätze, die initiiert werden, um den Verkehrsfluss von einem Netzwerk zum anderen zu regulieren. Dies erfolgt in Übereinstimmung mit dem zwischen den Netzen geschlossenen Verkehrsvertrag. Der Verkehrsvertrag ist eine Vereinbarung zwischen zwei Netzen. Es definiert die Art des zu transportierenden Verkehrs und die Leistungsanforderungen dieses Verkehrs, wie z. B. Bandbreite und Servicequalität. In der Verkehrstechnik wird sowohl die Verkehrsformung als auch die Überwachung häufig als Methode zur Bereitstellung von Servicequalität verwendet und wird üblicherweise an den Rändern des Netzwerks angewendet, kann aber auch an der Verkehrsquelle angewendet werden.
Was ist Verkehrspolizei?
Bei der Verkehrspolizei wird der Verkehr in einem Netzwerk überwacht und Schritte unternommen, um ihn an die vereinbarten Verkehrsparameter anzupassen. Grundsätzlich wird der Datenfluss gemessen und jedes Paket überwacht. Wenn ein Verstoß festgestellt wird, wird das Paket einfach verworfen. Es markiert jedes der Pakete mit einem bestimmten Konformitätsgrad (auch als Färbung bezeichnet). Dieser kontinuierliche Prozess hilft dabei, die maximale Rate des auf jeder Schnittstelle gesendeten oder empfangenen Datenverkehrs in mehreren Prioritätsstufen zu steuern. Dies wird auch als Serviceklasse bezeichnet.
Die Überwachung erfolgt auf vielen verschiedenen Ebenen in einem Netzwerk. Dies kann entweder auf Portebene oder für Ethernet-Dienste oder eine bestimmte Dienstklasse erfolgen. Die Verkehrspolizei verwendet einen speziellen Algorithmus namens "Token Bucket" -Algorithmus zur Regulierung des Verkehrsflusses. Es ist ein umfassendes mathematisches Modell, das zur Steuerung der maximalen Verkehrsrate entwickelt wurde, die für eine Schnittstelle zu einem bestimmten Zeitpunkt zulässig ist. Dies hat zwei grundlegende Komponenten.
1) Token: Stellt die Berechtigung dar, eine feste Anzahl von Bits von einem Netzwerk zu einem anderen zu senden.
2) Der Eimer: Wird verwendet, um eine bestimmte Anzahl von Token gleichzeitig zu halten.
Wenn das Betriebssystem im Netzwerk ausgeführt wird, werden die Token mit einer bestimmten Rate in den Bucket gelegt. Jedes in das Netzwerk eingehende Paket nimmt Token aus dem Bucket entsprechend ihrer Paketgröße, wenn es für die Weiterleitung an ein anderes Netzwerk vorbereitet ist. Wenn der Eimer voll ist, werden alle neu ankommenden Token abgelehnt. Diese abgelehnten Token sind auch für zukünftige Pakete nicht verfügbar. Alle Token werden basierend auf der in der Verkehrsvereinbarung definierten Spitzenübertragungsrate generiert. Die Anzahl der verfügbaren Token bestimmt die Anzahl der Pakete, die für die Übertragung über das Paketdatennetzwerk ausgewählt wurden.
Zur Optimierung der Überwachung stehen verschiedene Mechanismen zur Verkehrspolizei zur Verfügung, z. B. einfarbiger Farbmarker für die Verkehrspolizei, ein dreifarbiger Marker mit zwei Raten für die Verkehrspolizei, eine prozentuale Überwachung usw.
Was ist Traffic Shaping?
Traffic Shaping ist eine Technik, die im Verkehrsmanagement zum Verzögern einiger oder aller Pakete verwendet wird, um mit einem gewünschten Verkehrsdatenprofil zu bestätigen. Tatsächlich handelt es sich um eine Form der Ratenbegrenzung, bei der IP-Pakete im Übergangsmodus gemäß einer Reihe von Parametern überwacht und in die Warteschlange gestellt werden, die im Voraus konfiguriert werden können. Auf diese Weise kann eine bestimmte Richtlinie implementiert werden, die die alte Art und Weise ändert, in der Daten zur Übertragung in die Warteschlange gestellt werden.
Grundsätzlich funktioniert die Verkehrsformung nach zwei Prinzipien. Die erste besteht darin, Bandbreitenbeschränkungen basierend auf den konfigurierten Verkehrsbeschränkungen anzuwenden und dann die Pakete in eine Warteschlange zu stellen, um sie später zu senden, wenn die Bandbreite einen geringeren Bedarf hat. Das zweite Prinzip besteht darin, Pakete zu verwerfen, wenn die Paketpuffer voll sind. Hier wird das verworfene Paket aus den Paketen ausgewählt, die für die Erzeugung eines "Staus" verantwortlich sind. In ähnlicher Weise priorisiert die Gestaltung bei der Verkehrspolizei auch den Verkehr. Im Gegensatz dazu priorisiert die Gestaltung den Datenverkehr nach Wahl des Administrators. Wenn der Verkehr mit einer höheren Priorität um große Beträge erhöht wird, während eine Kommunikationsleitung voll ist, wird der Verkehr mit niedrigerer Priorität für einige Zeit vorübergehend begrenzt, um die Chance für den Verkehr mit hoher Priorität zu geben.
Diese Aufgabe wird normalerweise implementiert, indem eine bestimmte Verkehrsmenge (die garantierte Verkehrsmenge im Verkehrsvertrag) als Verkehr mit höherer Priorität behandelt wird und der Verkehr, der diese Grenze überschreitet und die gleiche Priorität wie jeder andere Verkehr hat, dann mit dem Rest des Verkehrs konkurriert der Verkehr, der nicht priorisiert ist.
Im Allgemeinen lassen gute Verkehrsgestalter keine großen Datenmengen in die Warteschlange stellen, wenn sie den genauen zu sendenden Verkehr basierend auf der Priorisierung des Verkehrs bestimmen. Sie versuchen eher zunächst, die Menge des priorisierten Verkehrs zu messen, und begrenzen darauf basierend den nicht priorisierten Verkehr dynamisch. Somit wird der Durchsatz des priorisierten Verkehrs überhaupt nicht gestört.
Verkehrspolizei vs Shaping
• Sowohl die Verkehrspolizei als auch die Formgebung verwenden für ihren Betrieb einen Token-Bucket-Mechanismus.
• Die Verkehrspolizei wird zur Steuerung des eingehenden oder ausgehenden Datenverkehrs auf einer Schnittstelle verwendet, während die Verkehrsformung nur zur Steuerung des ausgehenden Datenverkehrs verwendet werden kann.
• Sowohl die Verkehrspolizei als auch die Formgebung verwenden für ihren Betrieb einen Token-Bucket-Mechanismus.
• Die Verkehrspolizei kann auf einer Schnittstelle für eingehende oder ausgehende Daten verwendet werden, während die Verkehrsformung nur für ausgehenden Verkehr verwendet werden kann.
• In beiden Mechanismen ist es erforderlich, die Datenübertragungs- und -empfangsrate zu messen und Maßnahmen auf der Grundlage der gemäß dem Verkehrsvertrag vereinbarten Verkehrsrate zu ergreifen.
• Bei der Überwachung werden Verkehrsbursts weitergegeben, während die Verkehrsformung eine geglättete Paketausgaberate bietet.
• Shaping unterstützt Warteschlangen und bietet ausreichend Speicher, um die verzögerten Pakete zu puffern, während dies bei der Überwachung nicht der Fall ist.
• Für die Verkehrsformung wird eine spezielle Planungsfunktion für die spätere Übertragung einer beliebigen Anzahl verzögerter Pakete benötigt, während dies bei der Überwachung nicht der Fall ist.
• Bei der Formgebung werden Token-Werte in Bit pro Sekunde konfiguriert, während bei der Überwachung in Bytes konfiguriert wird.
• Warteschlangen bei der Verkehrsformung führen zu Verzögerungen. Insbesondere werden sehr lange Warteschlangen erstellt, während die Überwachung die Ausgabepaketrate durch Verwerfen von Paketen steuert. Dies vermeidet die Verzögerung, die durch Paketwarteschlangen verursacht wird.
• Bei der Verkehrsformung werden Token-Werte als Bits pro Sekunde konfiguriert, während sie bei der Überwachung als Bytes pro Sekunde konfiguriert werden.
