کنترل ازدحام

وقتی به بخشی از زیر شبکه تعداد بسیار زیادی بسته تحویل شود کارایی آن کاهش می یابد. به این وضعیت ازدحام «Congestion» گفته می‌شود. هرگاه تعداد بسته‌هایی که توسط ماشین‌های میزبان به زیر شبکه سرازیر می‌شوند متناسب با ظرفیت حمل زیر شبکه باشد تمام این بسته‌ها تحویل مقصدشان خواهند شد و تعداد بسته‌های تحویلی متناسب با تعداد بسته‌های ارسالی است. ولیکن به محض افزایش بی رویه ترافیک ، مسیریابها قادر نیستند از عهده آن برآمده و بسته‌ها شروع به از دست رفتن می‌کنند. این مسئله حادتر نیز می‌شود و در ترافیک بسیار بالا کارایی بطور کامل سقوط کرده و هیچ بسته‌ای تحویل مقصد نخواهد شد! چندین عامل می‌تواند به بروز ازدحام بینجامد. اگر به ناگاه دنباله‌ای از بسته‌ها بر روی سه یا چهار خط ورودی دریافت شده و خط خروجی همه آن‌ها یکی باشد صف تشکیل خواهد شد و اگر فضای حافظه کافی برای نگهداری تمام آن‌ها وجود نداشته باشد، بسته‌ها از بین می روند. پردازنده‌های کند نیز می‌توانند عامل بروز ازدحام باشند. اگر پردازنده اصلی مسیریاب در انجام وظایف محوله به خود کند عمل نماید، صف ایجاد می‌شود، حتی وقتی که ظرفیت خطوط خروجی بیش از حد مورد نیاز است. خطوط با پهنای باند کم نیز می‌توانند منجر به بروز ازدحام شوند. ارتقاء پهنای باند خطوط بدون تغییر در پردازنده‌ها یا بالعکس اغلب فایده چندانی ندارد و فقط جای گلوگاه و منشاء مشکل را تغییر می‌دهد. همچنین ارتقاء کامل یک بخش کوچک بدون تغییر در کل سیستم، فقط محل بروز مشکل و گلوگاه را جابجا می‌کند و در بهبود کارایی کل سیستم تأثیر چشمگیری نخواهد داشت. مشکل اساسی یک سیستم، عدم تطابق و تناسب بخشهای مختلف آن است. این مشکل تا زمانی که کلیه مولفه‌های سیستم متعادل نشوند باقی خواهد ماند.،

کنترل ازدحام مکانیزم‌هایی است جهت ایجاد اطمینان از این که زیر شبکه قادر به حمل ترافیک عرضه شده به آن هست. این مشکل یک مورد همگانی و سراسری است و از رفتار و عملکرد تمام ماشینهای میزبان، کلیه مسیریابها، عملیات پردازشی «ذخیره و هدایت» درون مسیریابها یا هر عامل دیگری که ظرفیت حمل زیر شبکه را کاهش بدهد، ناشی می‌شود. در مقابل کنترل جریان به ترافیک نقطه به نقطه بین یک فرستنده و گیرنده مفروض مربوط می‌شود و وظیفه اصلی آن ایجاد اطمینان از این موضوع است که یک فرستنده سریع نمی تواند متوالیا داده‌ها را با سرعتی بیش از توانایی دریافت گیرنده، ارسال نماید. در کنترل جریان، گزارشها و فیدبکهای مستقیمی از گیرنده به فرستنده ارسال می‌شود تا به فرستنده طرف مقابل تفهیم کند که کارها را چگونه انجام بدهد

بسیاری از مشکلات و مسائل سیستم‌های پیچیده مثل شبکه‌های کامپیوتری را می‌توان از دیدگاه نظریه کنترل بررسی کرد. در این روش تمام راه حل‌ها به دو گروه تقسیم می‌شوند: 1- حلقه باز 2- حلقه بسته

راه حلهای حلقه باز سعی می‌کنند یک مسئله را با طراحی خوب حل کرده و از همان ابتدا اطمینان بدهد که مشکلی رخ نخواهد داد. وقتی این سیستم شروع به کار و انجام فعالیت نمود هیچگونه نظارت یا تصحیح عملکرد ممکن نیست.

راه حلهای حلقه بسته مبتنی بر مفهوم حلقه فیدبک هستند. این‌گونه راه کارهای کنترل ازدحام سه بخش را در بر می‌گیرند: 1) نظارت بر سیستم به منظور تشخیص آنکه در کجا و چه وقت ازدحام رخ داده است. 2) تحویل این اطلاعات به محلی که بایستی واکنش نشان بدهد. تنظیم عملکرد سیستم برای رفع مشکل

سیاستهای مختلفی که در لایه انتقال، لایه شبکه، لایه پیوند داده می‌تواند بر پدیده ازدحام تأثیر بگذارد: لایه انتقال:

• سیاست‌های ارسال مجدد
• سیاست‌های ذخیره بسته‌هایی که خارج از ترتیب می رسند
• سیاست‌های تصدیق وصول بسته ها
• سیاست‌های کنترل جریان
• تعیین زمان انقضای مهلت تایمرها

لایه شبکه:

• مدار مجازی در مقابل روش دیتاگرام در زیر شبکه
• مکانیزمهای صف بندی بسته‌ها و روش‌های متنوع سرویس دهی
• سیاست‌های حذف بسته
• الگوریتم مسیریابی
• مدیریت طول عمر بسته ها

لایه پیوند داده:

• سیاست‌های ارسال مجدد
• سیاست‌های ذخیره بسته‌هایی که خارج از ترتیب می رسند
• سیاست‌های تصدیق وصول بسته ها
• سیاست‌های کنترل جریان

• اندرواس تنن باوم، ترجمه دکتر پدرام، شبکه‌های کامپیوتری

• Congestion Control. (انگلیسی). ارائهٔ مطلب دربارهٔ کنترل ازدحام شبکه-درس شبکه، دانشگاه گلاسکو.
• Congestion Avoidance and Control (انگلیسی)، جلوگیری و کنترل ازدحام شبکه، درسنامهٔ شبکه در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی. Van Jacobson و Michael J. Karels
• Congestion Control. (انگلیسی). ارائهٔ مطلب دربارهٔ کنترل شبکه-دانشکدهٔ علوم رایانهٔ دانشگاه پرینستون.