الگوریتم عدالت

در شبکه نیز همین مساله وجود دارد، اما این‌بار، این تنها یک پردازنده نیست که انتخاب می‌کند چه بسته‌ای را چه زمانی به‌حرکت بیاندازد، بلکه مجموعه‌ای از سیستم‌ها در کارند تا بسته اطلاعاتی مورد نظر، به‌موقع، با رعایت انصاف، اولویت و عدالت به مقصد برسد. ‌ ‌

الگوریتم‌های کیفیت خدمات

کیفیت خدمات ‌(Quality of Service‌ که ‌QoS‌ هم خوانده می‌شود) مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها است که سطوح مختلفی از کیفیت را روی ترافیک شبکه اعمال کند. الگوریتم‌های متفاوتی برای پیاده‌سازی ‌QoS‌ وجود دارد.

1– صف‌بندی

یکی از روش‌های پیاده‌سازی ‌QoS‌ به‌کارگیری نوعی الگوریتم پیشرفته صف‌بندی است. شبکه‌های ساده از طریق صف‌های ‌FIFO (First In - First Out)‌ کمک می‌گیرند. در این الگوریتم، اولین بسته‌ای که دریافت شود، اولین بسته‌ای خواهد بود که پردازش خواهد شد.

کیفیت خدمات آنجایی وارد میدان می‌شود که مدیر شبکه بخواهد با برخی از بسته‌ها برخلاف دیگر بسته‌های اطلاعاتی رفتار کند. برای مثال، بسته‌های محتوی ایمیل می‌تواند بدون اینکه کسی متوجه شود تا چند دقیقه هم منتظر بماند، حال آنکه بسته‌های محتوی ‌VoIP (Voice Over IP)‌ نمی‌توانند بیشتر از یک‌دهم ثانیه منتظر بمانند، در غیراین صورت کاربر اختلالات در شبکه را احساس می‌کند.

در یک سیستم واقعی ‌FIFO‌، تمام بسته‌ها در یک صف قرار می‌گیرند. سیستم پیشرفته همین صف، صف انصاف ‌(Fair Queue)‌ خواهد بود. در سیستم صف‌بندی به‌روش انصاف، هر نوع بسته در صف خود ذخیره می‌شود و مستقلا پردازش می‌شوند. این صف‌بندی مفید نیست، اما واریانت دیگری از آن، به‌نام صف‌بندی منصفانه وزن‌دار ‌(Weighted Fair Queuing)‌ کاربردی است. در این سیستم هر صف می‌تواند سطوح اولویت مختلفی داشته ‌باشد و این نقطه آغاز کیفیت خدمات است. صف‌بندی منصفانه وزن‌دار به‌چند روش انجام می‌شود:

1– مبتنی بر کلاس

در این نوع صف‌بندی، هر نوع از ترافیک داده‌ها به یک کلاس نسبت داده می‌شود و هر کلاس برای خود صف جداگانه دارد، بدین ترتیب مدیریت بسته‌ها ساده‌تر خواهد شد.

2– مبتنی بر سلسله‌مراتب

در این نوع صف‌بندی، ابزار شبکه بدترین تاخیرهای موجود در شبکه را برای هر صف نظارت می‌کند و بر اساس آن، اولویت‌دهی می‌کند.

2– تشخیص زودرس ‌ ‌

در این الگوریتم از کیفیت خدمات دستگاه گیرنده، در صورتی که حجم زیادی از داده‌ها از سوی یک سرور به‌سمتش هجوم بیاورند، اتصال را قطع می‌کند تا دستگاه فرستنده متوجه این مشکل شده و میزان انتقال داده‌را کاهش دهد.

تشخیص زودرس وزن‌دار، نسبت به پدر خود کاربرد بیشتری دارد و برای قطع داده‌ها، ابتدا به سرآیند آدرس آی‌پی فرستنده نگاه می‌کند و اولویت آن را مورد بررسی قرار می‌دهد.

3– مدیریت ترافیک و محدودیت رتبه‌بندی

یکی دیگر از روش‌های پیاده‌سازی ‌QoS‌ مدیریت ترافیک است. در این الگوریتم، ترافیک از هر منبعی که باشد، برای بررسی میزان پهنای باند مصرفی مورد بررسی قرار می‌گیرد. وقتی ترافیک یک ناحیه خاص بسیار بالا باشد، بسته‌هایی که از سوی آن منبع ارسال می‌شوند، داخل صف می‌روند (به‌تاخیر می‌افتند.)

4– محدودیت رتبه‌بندی

این روش هم یک روش بهینه از مدیریت ترافیک است. با محدودیت گذاشتن، نه‌تنها بسته‌ها داخل صف می‌روند، بلکه در حالتی که اولویت آنها تغییر کرد، جای خود را با دیگر بسته‌ها عوض می‌کنند.

5– اطلاع‌رسانی واضح تراکم

این الگوریتم که از سال2001 در پروتکل اینترنت هم وارد شده است، ارسال اطلاع‌رسانی از وضعیت تراکم شبکه را به‌صورت ‌End-to-end‌ انجام می‌دهد، اما برخلاف تشخیص زودرس، بسته‌ها را متوقف نمی‌کند و در واقع، نسخه بهتری نسبت به آن به‌شمار می‌آید. سیستم اطلاع‌رسانی به این صورت است که روتری که قابلیت تشخیص تراکم را دارد با روشن کردن یک بیت در سرآیند آی‌پی، بسته را ارسال می‌کند. دریافت کننده بسته تراکم را تایید و به فرستنده می‌فرستد و در نهایت واکنش لازم انجام می‌شود.

برنامه‌های مورد نیاز

سرویس‌های زیر، برای ارائه به کیفیت خدمات نیاز دارند؛

– سیستم‌های ارسال همزمان تصاویر، باید از حداقل سرعت خود مطمئن باشند تا حداقل کیفیت در بدترین شرایط اعمال گردد.

- ‌VoIP‌ها یا تلفن‌های مبتنی بر اینترنت در مورد پراکندگی و تاخیر بسته‌های اطلاعاتی، نیازمندی‌های ویژه‌ای دارند.

– ارسال سیگنال‌های هشداردهنده

– نرم‌افزارهای فوق ‌حساس از جمله جراحی از راه‌دور، به سطح معینی از دسترسی نیاز دارند (به این نوع از کیفیت خدمات، کیفیت خدمات سخت یا ‌Hard QoS‌ نیز می‌گویند.)

– سیستم‌های پایانه از راه دور، به حداقل پهنای باند اتصال بدون تاخیر نیاز دارند تا امور خود را انجام دهند.

– بازی‌های آنلاین بلادرنگ که دریافت اطلاعات همه بازیکن‌ها در لحظه اجباری است، بدون ‌QoS‌ دچار نوعی اختلال به‌نام »‌Lag‌« می‌شود.