S ATM- JA MULTIMEDIASEMINAARI, KEVÄT -97

Transkriptio

1 S ATM- JA MULTIMEDIASEMINAARI, KEVÄT -97 9(3LQPQVWU#6/XGTMQPNKKMGPVGGPJCNNKPPCUUC Sampsamatt Tanne S 41820b Sampsamatt.Tanne@hut.f

2 TIIVISTELMÄ 2 1. JOHDANTO 2 2. REILU JONOTUS - ALGORITMEJA Reluus Panotettu elu jonotus - Weghted Fa Queueng (WFQ) Genealzed Pocesso Shang (GPS) Packet-by-packet Genealzed Pocesso Shang (PGPS) Fame-Based Fa Queueng /3/ Self Clocked Fa Queuenq (SCFQ) Vtual Clock Muta eluja algotmeja 3 3. ALGORITMIEN TOIMINTAKUVAUS GPS PGPS Vtuaalkello (Vtual Clock) Esmekk VC vs. PGPS SCFQ/Vtuaalnen asettelu (Vtual Spacng) 6 4. SUORITUSKYKY Vuotavalla ämpällä valvotut vat Päästä-päähän vve Vveajojen mektys Vastaanottopuskun mtottamnen Reluus Esmekk vtuaalselle asettelulle 9 5. WFQ:N TOTEUTTAMINEN ATM-KYTKIMESSÄ Jonon jäjestely Vtuaalnen asettelu lähestymstapa 10 6.YHTEENVETO 11 Lte 1: Vuotava ämpä leaky bucket 12 1

3 7LLYLVWHOPl Tässä työssä on tutustuttu lyhyest elasn ylesnmellä Weghted Fa Queueng (panotettu elu jonotus) tunnettuhn algotmhn ja nden omnasuuksn ATM-vekon lkenteenhallnnan näkökulmasta. Alussa on ylesest nmetty eätä tunnetumpa algotmeja, tämän jälkeen on kuvattu nästä neljän: GPS:n, PGPS:n, Vtual Clockn ja Vtual Spacngn tomntaa heman takemmn Lopussa on myös heman pohdntaa algomen tuomsta edusta ja käytöstä. -RKGDQWR Tetovekot ja nssä käytetyt potokollat ovat pentesest olleet hyvn haavottuva, vasnkn jos vekon käyttäjssä on häkkökäyttäjä. Esmekks ATM-vekossa joku käyttäjä esmekks päätelatteen kkouteessa saattaa lähettää dataa nopeammassa tahdssa (el käyttää enemmän stokapasteetta) kun mhn hän on okeutettu. Tällön hän hätsee kohtuuttomast muden vekonkäyttäjen saamaa palvelua, elle tälläsn tlantesn ole vaauduttu. Eäs ongelmatlanne syntyy, jos useammat käyttäjät lähettävät tetoa vekkoon yhtesen palvelmen kautta ja palvelmella on yks yhtenen pusku jota halltaan FIFO-tyyppsellä algotmlla. Näden ongelmen vähentämseks on kehtetty elasa ns. panotettuja eluja jonotusalgotmeja. Tässä työssä kästellään nästä eätä. Panotetulla elulla jonotus algotmella on kaks etua: a) Ne takaavat kastanleveyden elun jakautumsen käyttäjen kesken b) Ne takaavat ajotetun päästä-päähän -vveen stunnolle, jota valvotaan vuotavlla ämpäellä 5HLOXMRQRWXVDOJRULWPHMD 2.1. Reluus Ajateltaesssa stomedaa, jolla on ajottu stokapasteett ja useampa käyttäjä, takottaa eluus stä, että kullakn käyttäjällä on (keskmään) käytettävssä se määä stokapasteetta nllä laatupaametella, john kukn on okeuttu esm. lkennöntsopmuksen peuteella Panotettu elu jonotus - Weghted Fa Queueng (WFQ) Tässä työssä temä WFQ käytetään ylesnmenä takottamaan useta elasa panotukslla vaustettuja jonotus-algotmeja, e van Demesn, Keshavn ja Shenken vuonna 1989 tällä nmellä esttelemää algotmä (käytetään nykyään ylesest nmeä PGPS - kästellään myöhemmn). 2

4 Genealzed Pocesso Shang (GPS) Jos posesson (palvelmen/kytkmen) suotuskapasteetta votasn jakaa juoksevast (e-dskeetst) e käyttäjen kesken, jakas elu jonotus sen tasan kakken nden käyttäjen kesken, jolla on dataa lähetettävänään. Ylesestä posesson jakamsesta (GPS) puhutaan sllon kun e lähtestä tulevlla tetovolla on panot ja posessokapasteett jaetaan näden panojen osottamassa suhteesssa /1/. Todellsuudessa ATM-kytkn kästtelee ATM-paketteja, ekä sunkaan bttvtoja, joten GPSalgotma e ole mahdollsta toteuttaa, vaan käytetään algotmeja, jotka mahdollsmman hyvn vastaavat stä. Kts Packet-by-packet Genealzed Pocesso Shang (PGPS) PGPS:ää pdetään ylesest GPS:n pahaana appoksmaatona pakettvekossa. Se tunnettn alunpen nmellä Weghted Fa Queueng (kts. edellä). Ensmmäsenä nmeä PGPS käyttvät Paekh ja Gallage /2/. Algotmn mplementont on kutenkn sen vean monmutkasta, että yksnketasempa algotmeja, jolla päästään lähes yhtä hyvään tulokseen on kehtetty. Kts Fame-Based Fa Queueng /3/ Algotm, joka anakn kehttäjensä mukaan tajoaa samat palvelut kun PGPS, kuten päästä-päähän vve, lman että ptäs suotaa monmutkasta juoksevan posessn mallnnusta. FBFQ on elu snä melessä, että snä e angasta lähdettä sen käyttämästä ylmäääsestä kastasta muden lähteden ollassa mykknä. FBFQ kuuluu jäjestelyalgotmen yleseen luokkaan, jota kutsutaan nmellä Suhteellsen nopeuden palvelmet (Rate-Popotonal Seves) Self Clocked Fa Queuenq (SCFQ) Eäs PGPS:n muunnos. Ensmmäsen kean sen esttel Golestan v Eäs toteutus nmeltään Vtual Spacng (Robets 1994). Kts Vtual Clock Myös eäs PGPS:n muunnos. Ensestys: Zhang Kts Muta eluja algotmeja ƒ Delay-Elest-Due-Date (Delay-EDD) ƒ Weghted Round Robn ƒ Defct Round Robn ƒ Heaccal-Round-Robn (HRR) ƒ Stop-and-Go queueng ƒ Jtte-Ealest-Due-Date 3

5 $OJRULWPLHQWRLPLQWDNXYDXV Kuvtellaan tlanne, jossa palveln pystyy kästtelemään knteän määän c paketteja akaykskössä. palvelmeen tulee m kappaletta lkennevtoja, jolla jokasella on oma jononsa, jota halltaan FIFO (fst n - fst out) - algotmlla. Kuva 1 estää tätä tlannetta. Jokasen lkkennevan vo ajatella kuvaavan tettyä ATM-lähdettä, vodaan myöskn ajatella, että jotkut vosta saattaa kuvata joukkoja, jossa on ltetty useamp yhteys lkenteenksttelyä vaten yhteen. kuva GPS Genealzed Pocesso Shang on joksevava appoksmaato kuvan 1 jonotusjäjestelmälle, jossa palveluaste jokaselle backlogged valle on suoaan veannollnen paametn φ ι. Tässä esmekssä jokaselle tetovalle, φ ι on asetettu samaks kun van luontanen solunopeus ja tosaalta on myös vomassa ehto c. Tosn sanoen palvelmen kapasteett on suuemp kun vtojen yhteenlaskettu solunopeus. Paametlla takotetaan täten mnmkastanleveyttä, joka yhteydelle taataan. Tämä vo käytännössä takottaa vakokastanleveyttä, joka on osotettu esmekks CBR-yhteydelle ta ns. vuotavan ympän (kts. lte 1) läp tulevalle, ylhäältä ajotetulle, lkenteelle. 3.2 PGPS Koska pakett (ATM-solut) evät ole jaettavssa yksttäsks bteks- ta okeammn ntä e ole jäkevä jakaa on GPS:stä kehtetty algotmeja, jotka kästtelevät kokonasa paketteja. Nästä Packetby-packet Genealzed Fa Queueng (PGPS) suotuskyvyltään on lähnpänä optmtlannetta el vasnasta GPS:ää. 4

6 PGPS:ssä deana on palvella (vahtelevan ptusa) paketteja sellasessa jäjestyksessä - mahdollsuuksen mukaan - että ne tulevat palvelmelta ulos samassa jäjestyksessä kun ne tulsvat GPS:ää käytettäessä. Käytännössä tämä jäjestys vodaan määttää van paketelle, jotka ovat pakalla kun edellsen paketn kästtely lopetetaan ja uus pakett otetaan palveltavaks: Palveln valtsee ana paketn, joka läpäss GPS:n ensmmäsenä (kästtelyn akana saapuva paketteja e huomoda). ATMsolulle on osotettu että eotus PGPS:n ja GPS:n stoajossa annetussa saapumsposessssa on kokentaan yhden solun stoaka (1/c). Jotta votasn laskea hypoteettnen päättymsaka (fnshng tme) aka, jossa pakett tuls ulos GPS:stä - on otettu käyttöön muuttuja vtuaalaka (Vtual tme). Tämän avulla PGPS huoleht paketten ajottamsesta. Vtuaalaka on okean ajan t funkto, joka kasvaa kääntäen veannollsest vastaavan GPS jäjestelmän uuhkasten vtojen - vtojen, jolla on soluja jonossa - solunopeuksen summaan veattuna. Mektään PGPS :llä tetovtaan lttyvää muuttujaa, akalemaa. Kun PGPS:ää sovelletaan ATMvekkoon, vodaan PGPS-palvelualgotmä kuvalla seuaavast: ƒ Kun van solu saapuu PGPS max Vtuaalaka, PGPS + 1/ () { } () Akalemataan solu PGPS :n avolla ƒ Palvellaan soluja akalemojen kasvavassa jäjestyksessä el penmmän PGPS:n omaava saa ensn palvelua. On osotettu /2/, että PGPS takaa tetyn mnmsolunopeuden, sllä ajotuksella, että annetun van jono mssä tahansa akavälssä pokkeaa kokentaan yhden solun vean vastaavan GPS-jäjestelmän vastaavasta avosta. Raskaan PGPS-algotmstä tekee vtuaalajan laskemnen, sllä sen pyöttää mustssaan vtuaalsta GPS-jäjestelmää. Tosaalta juu tämän ansosta PGPS on nn hyvä appoksmaato GPS:lle Vtuaalkello (Vtual Clock) Vtuaalkello on lähestä sukua PGPS:lle. Eona on lähnnä se että VC:ssä käytetään eaalakaa PGPS:n käyttämän vtuaalajan asemesta. Tässä algotmssa tapahtumen kulku on seuaava (Nyt akalemaa mektään VC:llä): ƒ Kun van solu saapuu VC max t, VC + 1/ () { } () Akalemataan solu VC :n avolla ƒ Palvellaan soluja akalemojen kasvavassa jäjestyksessä. VC säätää työtä huomattavast veattuna PGPS:ään ja takaa slt keskmäääsen suotustehon (toughput - läpäsyn) jokaselle kytkennälle Esmekk VC vs. PGPS Lähde 1 lähettää vestn, jonka koko on 1 Mbt multplekselle, jonka kapasteett c=100 Mbt/s; vakka valla on solunopeuspaamet 1 = 1 Mbt/s, sen sto tapahtuu huppunopeudella, sen ollessa anoa vta, joka lähettää kysesellä hetkellä. Mutta, kunka ollakaan, juu ennen vtan 1 vmesen paketn lähetystä, tulee toseen vtaa kuuluva lähde aktvseks ja alkaa lähettää dataa 100 Mbt/s 5

7 nopeudella. Ensmmäsen van vmesellä solulla on akalema, joka vastaa suunpten nykystä 1Mbt ajanhetkeä t lsättynä yhdellä sekunnlla ( ). Olettaen että myös tosella valla on 1Mbt / s samansuuunen solunopeuspaamet 2 = 1 Mbt/s, vvästyy ensmmäsen van vmenen pakett sen ajan, että uuden van solusta on kuljetettu non 1 Mbt. Tosen van kannalta on han sama olsko ensmmäsen vmenen pakett lähetetty ennen stä va sen solujen välssä, kuten käv Vtuaalkelloa käytettäessä. PGPS ols osannut lähettää ensmmäsen puskeen vmesen solun ennen tosen puskeen vältyksen alottamsta. Ylesest ottaen VC-algotm takaa käytettävssä olevan stonopeuden paljon huonommalla takuudella kun PGPS. Kuten esmekssä läpäsy vo olla huomattavast :aa hekomp mektsevän ptkäkn akoja SCFQ/Vtuaalnen asettelu (Vtual Spacng) Seuaavassa kästellään vtaalsta asettelua, joka on eäs SCFQ:n ekostapaus. Vtuaalnen asettelu tom samalla lalla kun PGPS, pats että snä käytetään yksnketasemmn laskettavaa asetteluakaa (Spacng Tme) vtuaalajan sjasta. Asetteluaka on samansuuunen kun se akalema, joka ol solulla, jonka palveln vmeks kästtel. Ruuhka-akana tämä takottaa pahallaan kästeltävän solun akalemaa. Algotm; VS kuvaa vtaan lttyvää akalemaa: ƒ Van solun saapuessa VS max Asetteluaka, VS + 1/ () { } () Akalemataan solu VS :n avolla ƒ Palvellaan soluja nousevassa jäjestyksessä Koska asetteluaka e vo olla suuemp kun mnkään solun lemaushetkellä jonossa olevan solun akalema, algotmn askeleesta () vo päätellä, että uuhkasessa vassa oleven solujen akalemat ovat atmeettsest jakautuneta ntevalllla 1/. Asetteluaka puutuu saapuvan solun akaleman laskentaan anoastaan solun saapuesssa uuhkattomaan vtaan. Tällön solu latetaan sen avulla asaankuuluvaan kohtaan stoakataulussa. 6XRULWXVN\N\ E algotmen suotuskyvyn, kuten vveen aja-avojen ja eluuden, ajat on helponta määtellä johtamalla ne dealsodun GPS algotmn omnasuukssta. 4.1 Vuotavalla ämpällä valvotut vat Oletetaan että yhteyttä valvotaan vuotavalla ämpällä, joka päästää lkennettä lävtseen solunopeudella, ja jonka valtuusaltaan koko on b. Saapuva työ akavälssä (s,t) on tällön: ν ( s, t) b + ( t s) 6

8 Mektään V t :llä työmääää, joka lttyy yhteyteen multpleksen jonossa ajassa t (jonossa oleven solujen määä sekä loppuosa solusta, jota pahallaan lkutetaan). Koska palvelunopeus e ole penemp kun, saadaan Rech n teoeema: V t sup ν s< t { ( s, t) ( s t) } b. Metktään akavälssä (t,u) yhteyteen lttyvää työn määää, joka postuu multplekseltä ξ (t,u). Tämä koostuu kolmesta osasta: solun lopusta, joka on jäljellä hetkellä, solusta, jotka saadaan kokonaan tomtettua ajassa (t,u) sekä solun stä osasta, joka on ketty tomttaa ennen hetkeä u. El: ξ t, u V + ν t u josta saadaan: ξ = = ( ) ( ) t, ( t, u) sup{ ν ( s, t) ( t s) } + ν ( t, u) s< t sup{ ν ( s, u) ( t s) } s< t sup{ ( u s) + b ( t s) } s< t ( u t) + b. Vmenen epäyhtälö osotta, että multpleksen ulostulo sälyttää vuotavan ämpän takaaman puskesuus aja-avon. Tämä on ettän haluttu omnasuus, sllä se takaa, että jos kakk multplekset tetyn yhteyden polulla takaavat mnm palvelunopeuden, nn solujen hukkumnen vodaan kokonaan välttää valtsemalla puskun koko samaks kun b. Lsäks mnkä tahansa solun vve on ajattu avolla b / jokasessa multpleksessä ppumatta musta yhteksstä. On jopa osotettu, jos jätetään huomotta vako posessont- ja kulkuakavveet, että vve koko tälläsen GPS-palvelnten vekon yl on ajotettu b / :llä Päästä-päähän vve Kokonasvveaja b / pätee van GPS sovellukslle juoksevassa jäjestelmässä, edellyttäen cut though kytkentää jokasessa solmussa. Tämä takottaa, että jokanen kytkn lähettää solun eteenpän jo ennekun se on kokonaan saapunut. Kutenkn solmut tomvat yleensä stoe-and-fowad peaatteella (solun ptää olla kokonaan kytkmessä ennen eteenpänlähettämstä) joten GPS kokonasvveeseen ptää laskea mukaan myös nämä vveet. Vve D (K) K-vahesen vekon yl on täten: D GPS ( K ) b K 1 + ATM-solujen dskeett luonne tuo palvelua kuvaaven muuttujen, kuten yllä kuvattuuun vveen, ajohn ylmääästä löyhyyttä. PGPS:lle saadaan vveeks: D PGPS b K 1 ( K ) + + mssä c k on lnkn nopeus tasolla k. Yleensä c k on huomattavast suuemp kun, joten eo eo kahden edellsen GPS:n ja PGPS:n vvellä e ole kovn suu. K k= 1 1 c k 7

9 Vastaava vve D VS (K) vtuaalselle asettelulle: D VS b K ( K ) + + K k= 1 mk 1 c mssä m k multpleksattujen vtojen määä tasolla k. Jos kaklla volla on sama nopeuspaamet tulee summalausekkeen avosta jälkmmäsessä lausekkeessa kutakunkn sama kun edellsessä. k Vveajojen mektys Päästä-päähän -vveden mektys yhteydellä ppuu suuest yhteydelle vaadttavasta QoS:stä (Qualty of Sevce) ja on luonnolsest avan e eaalakaslle palvelulle kun mulle. Jos yhteydeltä vaadtaan eaalakasuutta, täytyy päästä-päähän -vveen olla pen ja lsäks vveenvahtelun (jtte) olla tunnettu. Jälkmmänen on täkeä teto mtotettaessa vastaanottopään puskun kokoa Vastaanottopuskun mtottamnen Oletetaan, että vastaanottopuku tom välkappaleena, joka lähetää soluja mnmakavälllä 1/. Soluja e hukata, jos pusku on somp kun D max, mssä D max on WFQ-jäjestelmän päästä-päähän - vveen aja. Kun soluja e hukata, solujen kokema kokonasvve vekossa ja puskussa on funkto solun jäjestysnumeosta ja saavuttaa maksmavon, joka on penemp, ta yhtäsuu, kun D max. Otaksutaan, esmekkä vaten, että kakk palvelmeen tulevat vat ovat tsenäsä 64 kbt/s CBR (vako bttnopeus) yhteyksä (CDV luokkaa b =2) ja että kakk lnkn kastanleveys on käytössä (el: Σ = c). GPS:ssä jok'ksen solun stoaka on tasan 6ms. PGPS ja VS tosaalta käyttäytyvät enemmän tavallsen FIFO-jonon tapaan: solun stoaka on yhtäkun yks palveluaka plus satunnanen jonotuksesta johtuva vve. Edellsessä kappaleessa estetyt vveet olvat huonomman vahtoehdon mukaan laskettuja ja peustuvat vmesen palvellun solun vveeseen snä tapauksessa, että kakk yhteydet lähettävät soluja täsmälleen samalla hetkellä. Satunnasen solun todellnen vve on yleensä huomattavast penemp, jollon puskun vo mtottaa penemmäks. Nän on etenkn sllon kun multpleksataan vtoja, joden puskesuus on pentä (el b :n avo on pen). Takastellaan seuaavaks puskesen lkenteen vakutusta eaalakasten yhteyksen vveenvahteluun. CBR-van solut saapuvat yleeensä tyhjn puskuehn, sllä nden vve on pen. Ne saavat akalemakseen ss suoaan vtuaalajan (ta asetteluajan jne.). Ruuhkasten yhteyksen solujen akalemat stä vaston on jaettu tasassest kuhunkn yhteyteen lttyvän nopeuspaametn mukaan. nyt ajatellaan, että kaklla volla on sama solunopeuspaamet mutta osa on puskesa tosten ollessa CBR-yhteyksä. Käytetään Vtuaalsta asettelua. Kun CBR-solu saapuu se akalemataan avolla asetteluaka +1/. Nyt mnkään uuhkasen (puskesen) yhteyden seuaavana stovuoossa olevalla solulla e vo olla suuempaa avoa kun solulla, vaan se on todennäkösest penemp (nden akalemat ovat määäytyneet edellsen keoksen asetteluajan peusteella). Tlanteen ollessa nän, joutuu CBRsolu odottamaan yhden solun ajan jokasta uuhkasta vtaa kohden. Nän se lsää CBR:n vvettä systemaattsest lman, että juu hyödyttäs uuhkasa vtoja. Ratkasuna on uuhkattomen vtojen suosmnen vtuaalsen asettelun algotma muovaamalla seuaavaan tapaan: ƒ Van solun saapuessa () VS max { Asetteluaka, VS + 1/ } () Akalemataan solu VS :n avolla ƒ Palvellaan soluja nousevassa jäjestyksessä 8

10 Samanlanen mukaelma sop myös PGPS-algotmlle. Vveajat pysyvät muutoksesta huolmatta ennallaan. Koska vveajat ovat hyvn löyhä, kuvaa eluus algotmen omnasuuksa usen paemmn Reluus Tem 'panotettu elu jonotus' vhjaa käytettävän kastanleveyden jakamseen aktvsten vtojen kesken, nden solunopeuspaameten määäämässä suhteessa. Tämä toteutuu täydellsest van teoeettsella GPS-algomlla. Pakettehn peustuvssa algotmessa kasta vodaan jakaa van paketten stoajan määäämän 'akesuuden' takkuudella. Tässäeluudella takotetaan stä, että melvaltasessa akavälssä (s,t], jossa vta on uuhkanen, on olemassa vako T(s,t) sten, että vtaan lttyven palveltujen solujen määä η (s,t) ajassa (s,t] toteuttaa ehdot: T ( s, t) 1< η( s, t) T( s, t) + 1 Tästä huomataan, että jonosta otettujen solujen määä on hyvn lähellä elua osuutta kun akaväl (s,t] kasvaa (η (s,t) >>1). Tämä epäsuhta vodaan näyttää toteen vtuaalselle asettelu -algotmlle seuaavast Esmekk vtuaalselle asettelulle Solulle, jotka saapuvat hetkellä t ta välttömäst ennen, annetaan akalema τ t ja s:lle vastaavast τ s. Oletetaan että vta on uuhkanen akavälllä (s,t] ja θ on ensmmäsen akavälssä palvellun solun akalema. Koska van akalemat ovat jakautuneet 1/ :llä, toteutuu: τ s < θ τ s + 1. Koska akalemat vassa akavälssä (s,t] ovat välttämättä penempä kun τ t (asetteluaka on ekasvava), saadaan: ( η( s, t) 1) τ < θ +η( s, t) / θ / + t Sjottamalla tähän ajat θ :lle saadaan vakolle T(s,t) = τ t - τ s. PGPS:n eluutta e tässä osoteta, mutta se seuaa sen lähesyydestä GPS:ään. :)4QWRWHXWWDPLQHQ$70N\WNLPHVVl WFQ-algotmen toteuttamnen ATM-kytkmssä on selväst vakeampaa kun FIFO-algotmen. Nden tuoma hyöty - vasnkn sossa kytkmssä - on kutenkn sen vean so, että algotm kannattaa toteuttaa. Seuaavassa kahdessa esmekssä on ajateltu lähtöpukuotua kytknelementtä, jossa palvelun ajottamnen on toteutettu takotukseen pyhtetyllä ohjamella ekseen jokasta multpleksattua lähtöä kohden. Kytkmen akenteen e ajatella snänsä vakuttavan lkenteen omnasavohn, kuten vveeseen takka solujen hävämseen. 5.1 Jonon jäjestely Panotetussa elussa jonotuksessa palveln kästtelee soluja akalemojen määäämässä nousevassa jäjestyksessä. Palvelmen ptää ss pystyä ana ottamaan kästtelyyn penmmällä akalemalla 9

11 vaustettu solu. Eäs mahdollsuus on lattaa solut sajamustn nuosevaan jäjestykseen; uudet solut latetaan mustn ana shen väln, johon ne akaleman peusteella kuuluvat. Tosn sanoen musta joudutaan jäjestämään ta anakn tutkmaan jokasen uuden solun saapuessa. Tälläseen jäjestelyyn takotettuja lajttelufunktota on kehttänyt mm. Chao. Vahtoehtonen mall edellä kuvatulle estellään seuaavassa. Koska palvelmen kannalta olennasta e ole ptää kakka soluja akajäjestyksessä, vaan saada ana penmmällä akalemalla vaustettu solu kästtelyyn, nn on tuhaa ptää kakka soluja koko ajan täysn jäjestyksessä. Seuaava algotm ajaa asan suottamalla nnakkasa vetalu- ja vahto-opeaatota vestellä (jokasta solua kuvaa yks vest), jotka on jäjestetty kateen m+1-kokoseen yksulotteeseen taulukkoon, jota mektään A(j) ja B(j), 0 j m. Jokanen sana taulukossa A ja B on asettu joka maksmavoonsa (kakk ykkösä mustpakka tyhjä) ta vahtoehtosest esttää vestä ja sen akalemaa. Akalema vaaa sanasta ana k vasemmanpuolesta bttä lopun jäädessä vestlle (ta yleensä osottmelle, joka osottaa solun sjannn mustssa). Yksnketasuuden vuoks oletetaan, että laskun ptuus on ttävä el kello e pyöähdä ympä ja että akalema yksselttesest määää vesten palvelujäjestyksen. Aluks kakk sanat asetetaan oletusavoonsa (btt ykkösks). Lajttelualgotm on kaksosanen; tosen avulla lsätään uus solu mustn, tonen on penmmällä akalemalla vaustetun solun postoa vaten. 1) Uuden solun lsäys: ƒ Vest kjotetaan sanaan A(0). ƒ Veataan sanoja A(j) ja B(j), 0 j m ja ssällöt vahdetaan keskenään, jos A(j) < B(j). Tästä seuaa että B() j A() j, 0 j m. ƒ Setään A() j A( j 1 ), 1 j m. (Tässä hukataan A(m)!) ƒ A(0) alustetaan uudelleen maksmavoon. 2) Solujen lähettämnen eteenpän: ƒ Eteenpän lähetettävä vest on ana B(0):ssa. ƒ A:n ja B:n vetalu ja vahto kuten kodassa A ƒ Setään B( j) B( j + 1), 0 j m. ƒ B(m) alustetaan Algotm on ehdottu toteutettavaks ntegotuna pnä Vtuaalnen asettelu lähestymstapa Jokaseen ulostuloon ltettyvään jäjesteltävään jonoon vodaan lattaa tapeeks musta, jotta kakk solut mahtusvat shen kokonasuudessaan, mutta on huomattavast taloudellsempaa tallentaa tse solut yleskäyttöseen mustn ja ptää jäjestettävän jonon kjanpdossa anoastaan solun akalemaa sekä tetoa solun sjannsta mustssa. Nän jokasta solua vaten tavtsee käydä van kaks ketaa vasnasessa mustssa: kean vemässä solu snne ja tosen kean kun solu lähetetään eteenpän. Kun käytetään tämän kaltasta lähestymstapaa, tavtsee jäjesteltävässä jonossa ptää tseasassa van sen vean jäsenä, kun palvelmeen tulee vtoja. Jonossa on van kunkn van seuaavaks lähetettävään soluun lttyvät tedot. Ja ana kun lähetetään solu eteenpän kovataan tätä vastaava pakka jonossa saman van seuaavana lähdössä olevalla solulla. Tämä on mahdollsta Vtuaalasettelussa, sllä snä uuhkasen yhteyden solujen akalemat vodaan määätä nnkn myöhään kun snä vaheessa kun edellnen solu lähetetään eteenpän. Ruuhkattoman yhteyden solujen akalemat määäytyvät sen sjaan suoaan asetteluajan avulla ja ne pääsevät suoaan jonoon. 10

12 <KWHHQYHWR ATM-vekon ptää taata käyttäjlleen tettyä 'laatua', ppuen yhteyden vaatmasta QoS:stä. Vekossa on monenlasa yhteyksä, jotka ovat hyvnkn elasa luonteeltaan (eaalakavaatmukset, pukesuus ym.). Yhteydet saattavat hätä tosaan, elle jo etukäteen oteta huomoon mahdollsa häötlanteta ja vekon mahdollsssa pullonkaulossa (mm. kytkmet ja multplekset) vaauduta nhn ja pytä kehttämään atkasuja, jolla hatat mnmodaan. Panotettu elu jonotus (Weghted fa queueng) on hyvä tapa saada häköt kun ja taata kullekn yhteydelle slle kuuluva osa kastasta. WFQ:n avulla vodaan myös määttää ajat päästä-päähän - vvelle ja lsäks vodaan paamett sopvast valtsemalla huolehta, ette soluja pääse sossa katoamaan. Hattana WFQ-algotmessa on nden vaatma posessontteho ja -aka, jonka vuoks ntä e juu ole nykysn ATM-kytkmn toteutettu. Tonen hatta on se että algotmt evät vo taata tettyä vvettä yhteyden päästä-päähän ekä solujen hukkumattomuutta elle yhteyden kakssa kykmssä ole käytössä WFQ-algotma. WFQ-algotmeja on useta, mutta nden kakken ylenen dea on sama; ne yttävät jakaa kapasteetn mahdollsmman okeudenmukasest mahdollsmman penellä laskentatyöllä. Lähteet /1/ James Robets, Ugo Mocc, Joma Vtamo (eds.): Boadband Netwok Teletaffc, Pefomance Evaluaton and Desgn of Boadband Multsevce Netwok. Lectue Notes n Compute Scence 1155, Fnal Repot of Acton COST 242. Luku 6: Weghted Fa Queueng. Spnge. /2/ Abhay k. Paekh & Robet G. Gallage: A Genealzed Pocesso Shang Appoach to Flow Contol n Integated Sevces Netwoks: The Sngle-Node Case. IEEE/ACM Tansactons on Netwokng, Vol. 1 No. 3, June /3/ Dmtos Stlads, Anujan Vama: Fame-Based Fa Queueng: A New Taffc Schedulng Algothm fo Packet-Swtched Netwoks. Unvesty of Calfona, June /4/ 11

13 Lte 1: Vuotava ämpä leaky bucket Algomn kulku kuvan 1 mukasessa jäjejestelmässä /4/: ƒ Jos on olemassa valtuus, pakett vodaan ottaa vastaan. ƒ Pakett ottaa valtuuden mukaansa ja jatkaa matkaa. ƒ Paketteja synnytetään nopeudella altaaseen, jonka koko on b. ƒ Tämän jälkeen valtuudet hylätään ƒ b:n avo on kttnen: ƒ pen b: puskeet vvästyvät ƒ so b: tungos, pusku vuotaa yl Kuva 1. 12