Четыре источника, маршрутизаторы с буферами ограниченной емкости и пути с несколькими маршрутизаторами
Последнюю ситуацию иллюстрирует рис. 3.42. Четыре хоста обмениваются пакетами, при этом пути пакетов накладываются друг на друга, и каждый путь проходит через два маршрутизатора. Как и ранее, мы будем предполагать, что хосты используют надежную передачу данных, осуществляемую при помощи механизмов интервалов ожидания и повторных передач, скорость передачи всех хостов одинакова и составляет λ(вх), а пропускные способности линий связи равны R байт/с.
Рассмотрим соединение между хостами А и С, проходящее через маршрутизаторы R1 и R2. Соединение А-С имеет общий маршрутизатор R1 с соединением D-B и общий маршрутизатор R2 с соединением B-D. Для небольших значений λ(вх) вероятность перегрузки мала (как в первых двух ситуациях), и производительность соединения приблизительно соответствует прилагаемой нагрузке. При увеличении λ(вх) в области низких значений значение λ(вых) также увеличивается, поскольку перегрузки отсутствуют, и, следовательно, прирост получаемых данных равен приросту передаваемых данных.
Теперь обратимся к области больших значений λ(вх) (а значит, и λ'(вх). Данные соединения А-С поступают в маршрутизатор R2 из маршрутизатора R1 со скоростью, не превышающей R, при любом значении λвх. Если значение λ'(вх) окажется большим для всех соединений (включая B-D), то скорость поступления пакетов соединения B-D в маршрутизатор R2 значительно превысит скорость поступления пакетов соединения А-С. Поскольку соединения А-С и B-D используют одно и то же ограниченное буферное пространство маршрутизатора R2, с ростом в последнем числа пакетов соединения B-D (при увеличении прилагаемой загрузки), число пакетов соединения А-С, не теряемых при передаче, уменьшается. В пределе, когда прилагаемая загрузка соединения B-D стремится к бесконечности, производительность соединения А-С становится равной нулю. Это, в свою очередь, приводит к тому, что производительность соединения А-С стремится к нулю в случае высокоинтенсивного трафика. Перечисленные выше соображения позволяют построить кривую зависимости производительности соединения от прилагаемой загрузки, представленную на рис. 3.43.
Причиной падения производительности при высоких прилагаемых загрузках является большое количество бесполезной работы, совершаемой при передаче. Например, в описанной выше ситуации потеря пакета во втором маршрутизаторе приводит к бесполезной работе первого маршрутизатора. Производительность передачи была бы выше, если бы первый маршрутизатор удалил этот пакет сразу после его получения, а освободившиеся ресурсы использовал для передачи другого пакета, который впоследствии достигнет хоста назначения (в этом смысле было бы хорошо обеспечить маршрутизатору возможность выбирать для дальнейшей передачи те пакеты, которые ранее прошли через наибольшее число маршрутизаторов). Итак, мы наблюдаем еще одно негативное воздействие перегрузок: при потере пакета вследствие переполнения буфера одного из маршрутизаторов на его пути оказывается бесполезной работа всех маршрутизаторов, через которые прошел этот пакет.
