УДК 004 (06) Информационные технологии М.В. НИКИТИН, Е.Ю. ЛАШИНА Научный руководитель – К.Я. КУДРЯВЦЕВ, к.т.н., доцент Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ДИНАМИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА ПАРАМЕТРОВ ПОДСИСТЕМЫ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ СТЕКА TCP/IP В ЯДРЕ ОС LINUX Предлагается новый метод адаптивной настройки подсистемы качества обслуживания в ядре ОС Linux, обеспечивающий более интеллектуальное управление качеством канала, нежели статические методы настройки. Направление по обеспечению высокого качества обслуживания сетей на основе стека протоколов TCP/IP возникло в современной науке на рубеже 80-х и 90-х годов XX века. На текущий момент, когда требования пользователей к качеству предоставляемых сервисов изменились в значительной степени, возросло внимание к данной проблеме со стороны сообщества разработчиков. Данная статья представляет динамический метод регулирования параметров подсистемы качества обслуживания (Quality of Service, QoS) стека TCP/IP в ядре ОС Linux. Суть предлагаемого метода состоит в создании некоторого арбитра подсистемы QoS, управляющего конфигурацией применяемых методов QoS – от WFQ до CBQ и HTB, но не зависящего от их непосредственной реализации, и, таким образом, логически выделенным в отдельную подсистему управления уровнем сервиса. Такая конструкция была реализована на моделирующем имитаторе сетей NS-2, на базе которого были получены результаты как технической применимости, так и теоретической скорости работы и создаваемой нагрузки на маршрутизатор. За основу динамической регулировки параметров качества взяты статистические параметры, используемые при построении настроек в статических методах регулировки, которые предлагается вычислять в процессе работы маршрутизатора, имеющего возможности QoS, производить их анализ и осуществлять адаптивную настройку подсистемы обеспечения качества обслуживания. Анализ возможности динамического регулирования качества обслуживания осуществляется на основании динамически собираемой статистики по объемам и типам передаваемого трафика. На текущей момент, подсистема реализована в виде модуля для ядра ОС Linux. В работе представлены результаты имитационного моделирования данной подсистемы на четырех типах архитектур: i386, amd64, mips, sparc. При моделировании измерялись следующие параметры подсистемы: 1. Средняя длина очереди неприоритетных пакетов. 2. Средняя длина очереди приоритетных пакетов. 3. Процент загрузки канала передачи данных при наличии пакетов в очередях. 4. Возможность регулирования параметров качества обслуживания трафика, критичного к задержкам в канале передачи данных (Real time traffic). Тестирование основано на измерении параметров скорости отклика на запрос, средней длины очереди и средней пропускной способности каждого из классов трафика. В качестве базы для сравнения использован классический метод разделения канала со статической настройкой параметров QoS. Задание параметров таблиц ядра производилось с помощью утилиты tc пакета iproute2, а классификация – с помощью пакета iptables. Динамическая подсистема управляла параметрами следующих типов очередей: 1. Stochastic Fairness Queueing (SFQ) –неприоритетная стохастическая очередь. 2. Class Based Queueing (CBQ) – очереди, основанные на различной классификации трафика. 3. Hierarchical Token Bucket (HTB) – схема иерархической корзины маркеров. Таким образом, получены результаты имитационного моделирования для реализации динамической регулировки параметров подсистемы QoS. В работе приводится сравнение данных результатов с ранее полученными результатами моделирования на базе симулятора NS-2 а также с классическим методом статической регулировки параметров QoS. На основании полученных экспериментальных данных делается вывод о преимуществах, которые дает внедрение динамической регулировки параметров подсистемы качества обслуживания для маршрутизации сетевого трафика – улучшения пропускной способности и уменьшения задержек в канале. _______________________________________________________________________ ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 16 1