Was ist Netzwerkflusskontrolle?
Die Netzwerkflusssteuerung ist ein Mittel für Kommunikationsnetzwerke zum Verwalten von Verkehrsstaus im Netzwerk. Verschiedene Techniken können sowohl für leitungsbasierte Netze als auch für paketvermittelnde Netze, wie sie im Internet verwendet werden, verwendet werden. Durch die Verwendung von Flusssteuerungstechniken kann das Netzwerk eine bessere Gesamtqualität des Dienstes bereitstellen und die Häufigkeit von Kommunikationsausfällen reduzieren.
Schaltungsnetzwerke, wie beispielsweise Zeitmultiplexnetzwerke für bestimmte Arten von digitaler Kommunikation, verwenden typischerweise dedizierte Schaltungen für die Kommunikation. In diesen Fällen kann es vorkommen, dass das Netzwerk nicht alle verfügbaren Kanäle für die Bandbreite nutzt. Befindet sich ein Kanal im Leerlauf, während der andere Verkehr auf die Übertragung wartet, können Techniken zur Steuerung des Netzwerkflusses implementiert werden, um das Array verfügbarer Kommunikationsschaltungen auszugleichen.
Bei solchen Schaltungsnetzwerken wird eine als Verbindungszulassungssteuerung (CAC) bekannte Technik zur richtigen Netzwerkflusssteuerung verwendet. Algorithmen werden verwendet, um das Netzwerk zu beobachten und Entscheidungen darüber zu treffen, ob verfügbare Ressourcen genutzt werden können. Im Allgemeinen ermöglichen die Algorithmen die Verwendung einer Schaltung in Abhängigkeit von der Auswertung bestimmter Variablen, wie der Art des benötigten Dienstes, der zu erfüllenden Dienstqualität und anderen Verkehrsinformationen, wie den Spitzenraten und nachhaltigen Raten. Ein Nachteil ist, dass einige CAC-Verfahren auch die verfügbaren Schaltungen priorisieren, wodurch einige Schaltungen für gelegentliche Verbindungen mit hoher Priorität reserviert werden, was den Zweck zunichte macht, da diese Schaltungen immer noch untätig bleiben, wenn keine Kommunikationen mit hoher Priorität übertragen werden.
Bei paketvermittelten Netzwerken kann eine Vielzahl möglicher Techniken zur Steuerung des Netzwerkflusses in Abhängigkeit von der Art des Netzwerks oder der verfügbaren Software oder Hardware implementiert werden. In den meisten Fällen verwendet ein Paketvermittlungsnetz eine Art Puffer, der ein Speichermechanismus zum Erfassen von Datenpaketen ist, wenn diese von einem Absender empfangen werden. Die Pakete werden in den Puffer verschoben und von der Empfängeranwendung zur Verwendung abgerufen. Wenn die sendende Übertragung schneller ist als die Fähigkeit des empfangenden Endes, die Daten aus dem Puffer zu verarbeiten, kann sie sich schnell füllen.
In TCP-Netzwerken (Transmission Control Protocol) kann die Netzwerkflusssteuerung über eine als Fensterskalierung bekannte Technik abgewickelt werden. Durch das Drei-Wege-Handshaking während einer TCP-Verbindung können Informationen über die Fenstergröße des Empfängers übermittelt werden. Auf diese Weise kann der Empfänger dem Absender mitteilen, wie viel Pufferraum verfügbar ist, damit der Absender nicht zu viele Daten sendet.
Das empfohlene Telekommunikationselement nach Standard 232 (RS-232) enthält auch Bestimmungen zur Steuerung des Netzwerkflusses in serialisierten Netzwerken. Bei RS-232 wird entweder eine softwarebasierte Lösung oder eine hardwarebasierte Lösung verwendet. Die Softwaretechnik ist auch als XON-XOFF-Flusssteuerung bekannt, bei der der Empfänger ein XON-Signal sendet, das angibt, dass er Daten empfangen kann, und XOFF, wenn der Puffer voll ist. Fehler können auftreten, wenn das Kommunikationssignal schlecht ist, wodurch der Absender möglicherweise ein XOFF-Signal nicht richtig empfängt und weiterhin Pakete auf den Empfänger pusht. Die Flusskontrollsignale werden auch über denselben Kanal wie die Datenkommunikation gesendet, die eine kleine Menge Bandbreite verbraucht.
Andererseits ist die hardwarebasierte Netzwerkflusssteuerung viel zuverlässiger, was zu zusätzlichen Kosten für die Implementierung zusätzlicher physischer Leitungen führt. In diesem Fall werden separate Übertragungssteuerleitungen eingerichtet: Eine wird als RTS-Leitung (Request to Send) bezeichnet, die andere als CTS-Leitung (Clear to Send). Das sendende Ende gibt seine Absicht bekannt, über die RTS-Leitung zu senden, und der Empfänger gibt seine Fähigkeit bekannt, über die CTS-Leitung zu empfangen.