III. Lập lịch gói tin – Packet Scheduler
4. Hàng đợi xoay vòng theo trọng số WRR (Weighted Round Robin)
Hàng đợi xoay vòng theo trọng số WRR được đưa ra nhằm giải quyết nhược điểm thứ nhất của hàng đợi cân bằng FQ. WRR chia băng thông cổng đầu ra của các lớp lưu lượng đầu vào phù hợp với băng thông yêu cầu.
Nguyên lý hoạt động của WRR theo hình 3-10. Các lưu lượng đi vào được nhóm thành n lớp và băng thông cổng đầu ra được phân bố cho n lớp này theo trọng số thích hợp đã được xác định bởi băng thông yêu cầu cho n lớp này. Tổng trọng số của các lớp phải bằng 100%. m i i W 1 % 100
Trong đó: mlà số lớp lưu lượng, Wilà % trọng số của lớp i.
Với mỗi một lớp lưu lượng, các luồng lưu lượng riêng được lập lịch theo nguyên tắc hàng đợi cân bằng FQ. Đặt số lượng hàng đợi FQ trong lớp i là Ni, tổng số hàng đợi FQ trong lược đồ WRR được tính theo công thức:
SVTH: Hồ Đức Lĩnh - 47133042 56 Hình 3-10: Hàng đợi xoay vòng trọng số WRR
Như hình trên, hàng đợi xoay vòng theo trọng số WRR gồm hai lớp lập lịch quay vòng.
Lớp thứ nhất, các lớp từ 1 đến n được thăm bởi bộ lập lịch theo vòng thứ tự. Lớp thứ hai, các hàng đợi trong một lớp được bộ lập lịch thăm theo thứ tự vòng
khi bộ lập lịch dừng lại tại một lớp.
Băng thông cổng đầu ra tính theo % được gán bởi lớp i, trọng số lớp i (Wi) thể hiện lượng thời gian tiêu tốn của bộ lập lịch cho lớp i. Ví dụ, Wi = 20% có nghĩa là bộ lập lịch sẽ tiêu tốn 20% chu kỳ thời gian quay vòng cho lớp i. Với các hàng đợi FQ trong lớp i, thời gian cho các hàng đợi là cân bằng, vì vậy lượng thời gian cho một hàng đợi trong Nihàng đợi là 1/Ni. Trọng số cho mỗi hàng đợi FQ được tính như sau:
Trong đó, Wij là trọng số hàng đợi j trong lớp i, Wi là trọng số của lớp i, Nilà số hàng đợi FQ trong lớp i.
Từ công thức trên chúng ta có thể viết lại thành: Wi = Wijx Ni hay:
Ni 1 j ij i W W
Trọng số của lớp i (Wi) sẽ được tính bằng tổng các yêu cầu lưu lượng trong lớp i. WRR sử dụng Wi thay cho 1/n như trong trường hợp sử dụng hàng đợi FQ, tạo n lớp lưu lượng với các yêu cầu băng thông cổng đầu ra khác nhau. Đây chính là bước cải thiện của WRR so với FQ nhắm tránh được nhược điểm thứ nhất của hàng đợi FQ.
Ví dụ (xem hình 3-11dưới đây)
IP Router
Wn
Vòng tròn thứ tự
(Round Robin order)
Luồng dữ liệu đi vào Bộ lập lịch Cổng ra Lớp 1 Lớp i Lớp n Wi W1 Ni N1 Nn Phân loại gói tin Số lượng hàng đợi FQ
SVTH: Hồ Đức Lĩnh - 47133042 57 Hình 3-11: Ví dụ về kỹ thuật phân luồng lưu lượng của WRR
WRR có 2 lớp, Class 1 và Class 2. Tổng băng thông cổng đầu ra là 200 Mb/s. trong đó, 40% băng thông cho cổng đầu ra của Class 1trong tổng băng thông đầu ra và 60% băng thông cho cổng đầu ra của Class 2. Class 1 có 2 luồng, Class 2 có 8 luồng. Giả sử các luồng này có cùng kích thước gói tin. Băng thông cổng đầu ra đầu ra của các lớp được xác định như sau:
Class 1: 80 mb/s. Mỗi luồng có 40 mb/s (Class 1 có 2 luồng) Class 2: 120 mb/s. Mỗi luồng có 15 mb/s (Class 2 có 8 luồng)
Giả sử các luồng có kích thước gói tin lần lượt như sau: 100, 400, 100, 200, 300, 500, 400, 200, 100 và 200 byte. Băng thông đầu ra cho mỗi luồng trong tổng số 10 luống được xác định như sau:
Luồng 1 = 20% x (100/500) = 4% Luồng 2 = 20% x (400/500) = 16%
Luồng 3 = 80% x (100/2000) = 4% Luồng 4 = 80% x (200/2000) = 8%
Luồng 5 = 80% x (300/2000) = 12% Luồng 6 = 80% x (500/2000) = 20%
Luồng 7 = 80% x (400/2000) = 16% Luồng 8 = 80% x (200/2000) = 8%
Luồng 9 = 80% x (100/2000) = 4% Luồng 4 = 80% x (200/2000) = 8%