Распределение пропускной способности с графиками отдельных очередей

Я знаю, что это старое сообщение, но, возможно, смогу кое-что добавить для понимания. Очень важно понять, как работают очереди. Нужно прояснить концепцию «честной очередности», исходя из того, как она реализуется, ведь именно реализация — это то, что дает результат. Настоящая проблема не в том, что один загрузочный процесс подавляет другой трафик, а в том, что один ЧЕЛОВЕК подавляет всех остальных. Значит, проблема не в соединениях или типах соединений, поэтому нам в общем-то всё равно, как распределяется пропускная способность между загрузками, стримингом или простыми запросами веб-страниц — если только вам это не важно, но это уже совсем другая история приоритизации.

Нам важно, чтобы каждый человек получал одинаковый общий объём пропускной способности в тот самый момент, когда он в ней нуждается, как и все остальные, независимо от того, чем он занимается. То есть, если у вас есть 3 мегабита и 3 клиента, и все одновременно нажимают Enter, каждый получает по 1 мегабиту на то время, которое ему нужно. Когда один перестает использовать, его доля автоматически переходит другому, и он получает больше.

Нам ОЧЕНЬ важно не допустить, чтобы один пользователь открыл 8 соединений для загрузки, а другие двое — по одному. В сумме это 10 соединений, борющихся за пропускную способность, но 8 из них принадлежат одному человеку. Последнее, чего мы хотим — чтобы этот один пользователь забирал 80% из 3 мегабит, а остальные получали по 10%. Мы хотим, чтобы каждый имел по 33,3% от общей скорости, независимо от количества открытых соединений и типа трафика.

Это реализуется с помощью PCQ (Per Connection Queuing) автоматически — для каждого IP, который открыл соединение, создается отдельная очередь. Когда в роутер приходит пакет, направленный конечному клиенту, он помещается в очередь по dst IP, независимо от мин/макс ограничений. Потом из каждой очереди по очереди берется по одному пакету (round robin). Так что, если в каждой очереди есть пакеты, они будут «выдаваться» с одинаковой скоростью — по одному пакету за цикл, и каждый получит равный объём пропускной способности! Очень просто и работает идеально.

Если пакеты приходят в роутер достаточно медленно и их можно сразу отправить дальше, смысла в очередях нет. Но если пакеты приходят быстрее, чем роутер может их отправить клиентам, они накапливаются в очередях, а затем для каждой очереди происходит выдача по одному пакету за раз. Так каждому клиенту обеспечивается одинаковая пропускная способность в пакетах в секунду. В некоторых системах выдача происходит в байтах, а не пакетах, но обязательно целыми пакетами, так или иначе.

И вот проблема: если у вас медленное спутниковое соединение для апстрима и быстрое беспроводное для клиентов, то роутер МОЖЕТ отдавать пакеты быстрее, чем они приходят, и они никогда не будут стоять в очереди. Тогда один пользователь может открыть 8 соединений, и его данные составят 80%, а данные двоих других — всего 20%. Чтобы избежать этого, нужно выставлять максимумы на клиентах примерно равными суммарной входящей пропускной способности или чуть меньше, чтобы скорость отдачи была МЕДЛЕННЕЕ входящего потока. Тогда пакеты будут попадать в очереди PCQ, а потом выдаваться с точной честной долей. Тогда у «80-процентного» пользователя будут теряться пакеты, и его поток замедлится, пока не сравняется с потоками других, которые, соответственно, разгонятся до равного уровня.

И еще — учтите, что в сильно последовательной беспроводной сети, когда сигнал идет A → B → C → D, клиенты на конечной точке D будут испытывать значительно большие потери пакетов, чем на B, и из-за этого TCP замедлится не из-за перегрузки, а из-за потерь пакетов и подтверждений. Им потребуется большая пропускная способность, чтобы компенсировать эти потери.

Homer