Merhaba arkadaşlar, bu makalemiz ile birlikte Congestion Managenent’a başlıyoruz. Kısaca, bant genişliği yetersiz olduğu için gönderilemeyen ve bu sebeple Routerın cache’inde bekleyen paketlerin yönetimi olarak açıklayabileceğimiz Congestion Management çok farklı şekillerde kullanılabilecek Queuing algoritmaları ile gerçekleştirilebilir.

Peki neden, cache’de bekleyen paketler için bazı düzenlemeler ya da konfigürasyonlar yapmak zorundayız. Bunun için bir çok sebep gösterilebilir. Bunlardan en önemlisi ise, cachede bekleyen paketlerin bekleme süreleri ile, örneğin ses trafiği gibi trafik tiplerinde çok fazla delay’den dolayı kalitesiz görüşmeler yaşayabileceğimizdir. Tabi ki cache dolduktan sonra gelen paketlerin drop edilecek olmasıda ayrı bir konu.  Bu noktada hemen hatırlatmak isterim ki eğer bant genişliği paketleri göndermek için yeterli ise paketler herhangi bir algoritma  kullanılmadan direkt olarak gönderilecektir

Bu makale de  kullanabileceğimiz başlıca Queuing algoritmalarını inceleyeceğiz. Devam eden makalelerde ise Cisco Routerlar üzerinde detaylı konfigürasyonlarıda yapabileceğimiz yine bu algoritmalarda türetilmiş queuing metodlarını inceleyemeye devam edeceğiz.

1.    FIFO
2.    Priority Queuing
3.    Round Robin
4.    Weighted Round Robin


FIFO en basit algoritmadır. Burada paketler arasında herhangi bir öncelik yada hak yoktur. Sadece bir tane Queue vardır ve basitçe ilk gelen paket ilk olarak gönderilir. 2 Mbit ve altındaki interfacelerin dışında kalan tüm interfaceler default olarak bu algoritmayı kullanırlar.

 


Pritority Queuing algoritması ise tam bir önceliklendirme yapısına sahiptir.



Burada paketler sınıflandırılarak toplamda 4 ayrı Queue içerisinde değerlendirilebilir. 4 Queue’nin farklı priority levelları vardır ve her zaman Priority’si en yükse olan Queu’den paketler gönderilir. Priority’si en yükse olan Queue’deki paketlerin tamamı bitmeden diğer Queue’lere geçilmez.   Ses paketlerine yüksek priority verdiğimiz zaman bu paketler için çok iyi sonuçlar alabiliriz. Ancak burada unutulmaması gereken yüksek priority değerine sahip paketler bitmedikçe diğer Queue’lere geçilmeyeceği için diğer Queue’lerde ki paketler çok fazla beklemek zorunda kalabilir. Bu sebep ile, her ne kadar ses paketleri için kullanılabilecek iyi bir algoritma olsa bile tercih edilmemektedir.

Bir başka Queuing algoritması ise Round Robin’dir.  Priority Queuing’in aksine Queue’ler arasında herhangi bir öncelik yoktur.



Bu algoritma içerisinde sırasıyla her Queue’den bir paket gönderilir ve başa döner. Paketler arasında önceliklendirme imkanı olmadığı için ses ve video gibi gecikmelere duyarlı olan paket tiplerinin fazla olduğu durumlarda çok kullanışsızdır diyebiliriz.

Bu algoritmanın bir başka uygulanma şekli ise Weighted Round Robin’dir. Round Robindekinin aksine her Queue’de bir paket yerine bizim belirlediğimiz miktardaki farklı sayılarda paketler sırasıyla gönderilir.



Örneğin şekilde ki 3 ayrı Queue için farklı Weightler verilmiştir ve bu değerler doğrultusunda birinci Queue’dan 4 paket gönderildikten sonra ikincisinde 2 paket ve nihayet birincisinden 1 paket gönderilip başa dönülecektir. Her nekadar weightler vererek paketlere bir çeşit öncelik tanımlıyor olabilsek te WRR stabil çalışmayacağı için çok fazla tercih edilmeyecektir.

 

WRR sonucu olarak vir Queue’den 3000 byte gönderilmesi gerektiğini düşünelim. Şekilde de görüldüğü gibi 1500 byte’lık bir paketin arkasında 1499 yada 1500 byte’ın alrında ki herhangi bir değere sahip paket geliyor. Bu durumda gönderilmesi gereken toplam miktara ulaşılamadığı için bir sonra ki bir paket de gönderilecek ve toplamda 4499 byte gönderilmiş olacaktır. Bu ve benzeri durumlar tahmin edilemeyecek delaylere sebep olabilir. Zira bant genişliklerini her zaman istediğimiz gibi rezerve edemeyebiliriz.

Router üzerinde aslında iki farklı Queue vardır.

1.    Software Queue
2.    Hardware Queue

Hardware Queue her zaman FIFO kullanırken Software Queue’da bizim belirleyeceğimiz yöntemler geçerli olacaktır.

 

Routera gelen paketler Software Queue’de bizim belirlediğimiz kriterler doğrultsunda, sınıflandırılır,  ilgili Queue’lere eklenir, Queue dolu ise drop edilir ve Queue içerisinde sırası geldiğinde hardware queue’ye gönderilir. Hardware Queue’ye ilk gelen paket ilk gönderilir.



Hardware Queue’nin dolu olması bu interface’de bir tıkanıklık olduğu anlamına gelmektedir. Hardware Queue dolu değilse paketler interface’den gönderilir, aksi takdirde software queue’ye eklenir.  Software Queue’den paketler sırası geldikçe, önceliklerine göre hardware queue’ye gönderilirler.  

Routerlar hardware queue’lerinin boyutlarını interfacelerinde konfigüre edilmiş bant genişliklerine göre hesaplarlar. Aslında bu değer ideal bir değerdir ve değiştirilmemelidir ancak istenirse “tx-ring-limit” komutu ile düzenlenebilir.  Hardware queue her zaman FIFO kullandığı için, bu queue’nin boyutunu değiştirmek bazen iyi olabilir.

R1#show controllers serial 0/1/0
Interface Serial0/1/0
Hardware is GT96K
DCE V.11 (X.21), clock rate 384000

<...part of the output omitted...>
1 sdma_rx_reserr, 0 sdma_tx_reserr
0 rx_bogus_pkts, rx_bogus_flag FALSE
0 sdma_tx_ur_processed

tx_limited = 1(2), errata19 count1 - 0, count2 - 0
Receive Ring
rxr head (27)(0x075BD090), rxr tail (0)(0x075BCEE0)
  rmd(75BCEE0): nbd 75BCEF0 cmd_sts 80800000 buf_sz 06000000 buf_ptr 75CB8E0
  rmd(75BCEF0): nbd 75BCF00 cmd_sts 80800000 buf_sz 06000000 buf_ptr 75CCC00
 
Show controllers komutu ile hardware queue’nin durumu görüntülenebilir.  Yukarıdaki çıktı ilgili interface’in hardware queue’sinde 2 paket olabileceğini gösterir.

Bu miktarı aşağıdaki gibi azaltabiliriz.



Tekrar görüntülediğimizde artık hardware queue’nin 1 paket tutacağını görebiliriz



Evet arkadaşlar bu makalemiz içerisinde kısaca Queuing algoritmalarına değindik ve ne zaman bu algoritmaların devreye gireceğini söyledik. Bu noktada en önemli noktanın, iki farklı Queue’den hardware queue dolmadıkça softaware queue’da bizim konfigürasyonlarımız doğrultusunda gönderilmek üzere beklemeyecekler, derhal gönderilecektir.  Aslında burada bahsettiğimiz algoritmaların hiç birinin çok iyi bir çözüm olduğunu söyleyemeyiz. Daha sonraki makalelerimizde değineceğimiz ve bu algoritmaların bir araya getirilerek oluşturulan farklı Queuing mekanizmalarından bahsedeceğiz. Bu algoritmalardan şu an itibariyle en geçerli olan LLQ üzerinde detaylı olarak duracağız.

Herkese iyi çalışmalar.

Hayrullah Kolukısaoğlu