إدارة الطوابير النشطة
في أجهزة التوجيه والمحولات ، تُعرف إدارة الطوابير النشطة ( AQM ) بأنها سياسة إسقاط الحزم داخل مخزن مؤقت مرتبط بوحدة تحكم واجهة الشبكة (NIC) قبل امتلائه، وذلك غالبًا بهدف تقليل ازدحام الشبكة أو تحسين زمن الاستجابة الشامل. يتولى مُجدول الشبكة هذه المهمة ، مستخدمًا لهذا الغرض خوارزميات متنوعة مثل الكشف المبكر العشوائي (RED) والإخطار الصريح بالازدحام (ECN) والتأخير المُتحكم به ( CoDel ). وتوصي RFC 7567 بإدارة الطوابير النشطة كأفضل ممارسة.
ملخص
يحتفظ جهاز توجيه الإنترنت عادةً بمجموعة من قوائم الانتظار، واحدة أو أكثر لكل واجهة، لتخزين الحزم المُجدولة للإرسال عبر تلك الواجهة. تاريخيًا، تستخدم هذه القوائم آلية إسقاط الذيل : تُضاف الحزمة إلى قائمة الانتظار إذا كان حجمها أقل من الحد الأقصى (مقاسًا بالحزم أو بالبايتات)، وتُسقط في غير ذلك.
تقوم أنظمة إدارة الطوابير النشطة بإسقاط أو وضع علامات على الحزم قبل امتلاء الطابور. وعادةً ما تعمل هذه الأنظمة من خلال الحفاظ على احتمال واحد أو أكثر للإسقاط/الوضع، وتقوم أحيانًا بإسقاط أو وضع علامات على الحزم وفقًا لهذه الاحتمالات قبل امتلاء الطابور.
فوائد
تميل قوائم الانتظار ذات الذيل المتساقط إلى معاقبة التدفقات المتقطعة، وإلى التسبب في تزامن عالمي بين التدفقات. ومن خلال إسقاط الحزم بشكل احتمالي، تتجنب أساليب إدارة قوائم الانتظار النشطة عادةً هاتين المشكلتين. [ 1 ]
من خلال تزويد نقاط النهاية بمؤشرات الازدحام قبل امتلاء قائمة الانتظار، تستطيع أنظمة إدارة قائمة الانتظار المتقدمة الحفاظ على طول قائمة انتظار أقصر من قوائم الانتظار ذات الذيل المتساقط، مما يكافح تضخم المخزن المؤقت ويقلل من زمن استجابة الشبكة .
العيوب
تتطلب أنظمة إدارة جودة الهواء المبكرة (وخاصةً RED وSRED) ضبطًا دقيقًا لمعاييرها لتحقيق أداء جيد. ولا تُعتبر هذه الأنظمة مثالية من منظور نظرية التحكم . [ 2 ] أما أنظمة إدارة جودة الهواء الحديثة (ARED و Blue و PI و CoDel و CAKE ) فهي ذاتية الضبط، ويمكن تشغيلها بمعاييرها الافتراضية في معظم الحالات.
لقد تم تدريب مهندسي الشبكات تاريخياً على تجنب فقدان الحزم، ولذلك كانوا في بعض الأحيان ينتقدون أنظمة إدارة الازدحام التلقائي التي تسقط الحزم: "لماذا يجب علي إسقاط حزم جيدة تمامًا عندما لا يزال لدي مساحة تخزين مؤقتة فارغة؟" [ 3 ]
محاكاة
تم إنشاء منصة محاكاة لإدارة الطوابير النشطة وهجمات حجب الخدمة (AQM&DoS) بالاعتماد على كود محاكاة NS-2 لخوارزمية RRED . تستطيع هذه المنصة محاكاة أنواع مختلفة من هجمات حجب الخدمة (مثل هجمات حجب الخدمة الموزعة، وهجمات حجب الخدمة بالتزوير، وهجمات حجب الخدمة منخفضة المعدل، وغيرها) وخوارزميات إدارة الطوابير النشطة (مثل RED و RRED وSFB، وغيرها). وتقوم المنصة تلقائيًا بحساب وتسجيل متوسط معدل نقل البيانات لتدفقات TCP العادية قبل وبعد هجمات حجب الخدمة، وذلك لتسهيل تحليل تأثير هذه الهجمات على تدفقات TCP العادية وخوارزميات إدارة الطوابير النشطة. [ 4 ]
خوارزميات إدارة قوائم الانتظار النشطة
- الأزرق والأزرق العشوائي (SFB)
- التطبيقات الشائعة المحسّنة (CAKE)
- التأخير المتحكم به (CoDel)
- FQ-CoDel
- النوم المُعدَّل (M-REM) [ 5 ]
- وحدة تحكم PI
- الكشف المبكر العشوائي (RED)
- الوسم الأسي العشوائي (REM) [ 6 ]
- RED مع إسقاط تفضيلي (RED-PD) [ 7 ]
- الكشف المبكر العشوائي القوي (RRED) [ 8 ]
- RSFB : خوارزمية زرقاء عادلة عشوائية مرنة ضد هجمات DDoS المزيفة [ 9 ]
- إدارة قائمة الانتظار الذكية (SQM) - الجمع بين إدارة قائمة الانتظار الآلية (AQM) مع جودة الخدمة (QoS) وتقنيات أخرى [ 10 ] [ 11 ]
مراجع
- ↑ فلويد، سالي؛ جاكوبسون، فان (أغسطس 1993). "بوابات الكشف المبكر العشوائي (RED) لتجنب الازدحام" . معاملات IEEE/ACM في الشبكات . 1 (4): 397-413 . CiteSeerX 10.1.1.147.3833 . doi : 10.1109/90.251892 . S2CID 221977646. تاريخ الاسترجاع: 16 مارس 2008 .
- ↑ سي في هولوت، فيشال ميسرا، دون تاوسلي، ووي-بو غونغ، تحليل وتصميم وحدات التحكم لأجهزة توجيه AQM التي تدعم تدفقات TCP
- ↑ "العقل المدبر الإجرامي: تضخيم المخزن المؤقت!" . خواطر جي جي . Gettys.wordpress.com. 2010-12-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2014-01-23 .
- ^ "منصة محاكاة AQM & DoS - Changwang Zhang" .
- ↑ إيمر، أورهان؛ باسار، تامر (ديسمبر 2005). "نتيجة استقرار عالمية في التحكم في الازدحام القائم على المرافق" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر الرابع والأربعين لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول التحكم واتخاذ القرارات، والمؤتمر الأوروبي للتحكم 2005 : 6740-6743 .
- ↑ أثوراليا، س. (يونيو 2001). "REM: إدارة الطوابير النشطة". معاملات IEEE في الشبكات . 15 (3): 48-53 .
- ↑ راتول ماهاجان، سالي فلويد، وديفيد ويذرال، التحكم في تدفقات النطاق الترددي العالي عند جهاز التوجيه المزدحم ، المؤتمر الدولي لعلم النفس الحاسوبي 2001
- ↑ تشانغوانغ تشانغ، جيان بينغ يين، تشي بينغ تساي، وويفنغ تشن، RRED: خوارزمية RED قوية لمواجهة هجمات حجب الخدمة منخفضة المعدل ، رسائل اتصالات IEEE، المجلد 14، الصفحات 489-491، 2010. مرجع
- ↑ تشانغوانغ تشانغ، جيان بينغ يين، وزيبينغ كاي، RSFB: خوارزمية زرقاء عادلة عشوائية مرنة ضد هجمات DDoS الانتحالية ، في الندوة الدولية حول تكنولوجيا الاتصالات والمعلومات (ISCIT)، 2009. مرجع
- ↑ "إدارة قوائم الانتظار الذكية" . bufferbloat.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أكتوبر 2020 .
- ↑ "OpenWrt·Traffic Shaping·SQM" . OpenWrt.org . مشروع OpenWrt . 2 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 3 أكتوبر 2020 .
- أداء الشبكة
- خوارزميات جدولة الشبكة
- الحزم (تكنولوجيا المعلومات)