Кіріспе
Жіберілген пакеттердің бағытына жетпеуі
Пакеттердің жоғалуы, компьютерлік желі арқылы жүретін деректердің бір немесе бірнеше пакетінің бағытына жетпеген кезде пайда болады. Пакеттердің жоғалуы әдетте сымсыз желілер арқылы немесе желінің тығыздығы салдарынан деректерді берудегі қателерден туындайды. Пакеттердің жоғалуы жіберілген пакеттер санына шаққанда жоғалған пакеттердің пайыздық көрсеткіші ретінде өлшенеді. Трансмиссиялық басқару протоколы (TCP) пакеттердің жоғалуын анықтап, сенімді хабар алмасуды қамтамасыз ету үшін қайта жіберуді жүзеге асырады. TCP қосылысындағы пакеттердің жоғалуы желіде тығырылмайын деп қолданылады, соның салдарынан қосылымның өнімділігі төмендейді. Нақты уақыт қолданбаларында, мысалы, ағынмен берілетін медиа немесе онлайн ойындарда, пакеттердің жоғалуы пайдаланушының сапалы тәжірибесіне (QoE) әсер етуі мүмкін.
Себептер
Интернет-протоколы (IP) ең жақсы күш-жігерді жеткізу қызметі ретінде, маршрутизаторлардың іске асыру логикасын мүмкіндігінше қарапайым ұстау мақсатымен, соңғы нүктеден соңғы нүктеге принцип бойынша құрастырылған. Егер желі өздігінен сенімді жеткізуге кепілдік берсе, онда әр маршрутизатор пакеттерді келесі түйін дұрыс қабылдағанын тексеруді күтіп тұрғанда, пакеттерді сақтау үшін елеулі көлемде жадты бөлуді қажет ететін сақтау және жіберу инфрақұрылымын талап етеді. Сенімді желі маршрутизатордың істен шығуы жағдайында жеткізу кепілдіктерін сақтай алмайды. Сонымен қатар, барлық қолданбалар үшін сенімділік қажет емес. Мысалы, тікелей эфирдегі медиа үшін, ескі пакеттердің кейіннен жеткізілуін қамтамасыз етуден гөрі, соңғы пакеттерді жылдам жеткізу маңыздырақ. Қолданба немесе пайдаланушы ұзаққа созылатын операцияны қайтадан орындауды шеше алады, мұндай жағдайда бастапқы пакеттер жиынтығына қосымша пакеттер жиынтығы жүктеледі. Мұндай желіге тығын басқару үшін командалық-бақылау протоколы да қажет болуы мүмкін, бұл одан да күрделілікке әкеледі. Мұның бәрін болдырмау үшін Интернет-протоколы маршрутизаторларға деректерді уақтылы жеткізуге тым жүктеліп алған жағдайда пакеттерді тастауға рұқсат береді. Бұл деректерді жылдам және тиімді тарату үшін қолайлы емес және тығын жоқ желіде болуы күтілмейді. Пакеттерді тастау – желіде тығын бар екенін көрсететін жанама сигнал болып табылады және жіберушілерге қолданылатын өткізу қабілетін азайтуға немесе басқа маршрутты іздеуге мүмкіндік береді. Мысалы, тығынды анықтау үшін қабылданатын пакеттердің жоғалуын кері байланыс ретінде пайдалана отырып, Трансмиссиялық бақылау протоколы (TCP) пакеттердің көп жоғалтуына байланысты жіберушінің жылдамдығын төмендетуіне және бөтелкелік тұсқа деректерді шамадан тыс жіберуді тоқтатуына әкеледі.
Желідегі кептелістер
Желілік қанағаттану барлық түрдегі желілерде пакеттердің жоғалуына себеп болатын фактор болып табылады. Егер мазмұн белгілі бір маршрутизаторға немесе желілік сегментке одан өткізуге мүмкіндік болғаннан гөрі жоғары жылдамдықпен үздіксіз түсе берсе, пакеттерді тастаудан басқа амал қалмайды, немесе операциялық басқару мақсатында желілік сақтандыру әдісі қолданылады.
Әсерлер
Пакеттердің жоғалуы берілген жіберуші үшін тікелей өнімділікті төмендетеді, себебі жіберілген кейбір деректер жетпейді және өнімділік ретінде есептелмейді. Пакеттердің жоғалуы сондай-ақ өнімділікті тікелей емес жолмен де төмендетеді, өйткені кейбір тасымалдау қабаты протоколдары жоғалуды қанағаттанбаушылықтың белгісі деп қабылдап, қанағаттанбаушылықтың күйреуіне жол бермес үшін тарату жылдамдығын реттейді. Егер сенімді жеткізу қажет болса, пакеттердің жоғалуы қайта жіберуге қажетті қосымша уақыт есебінен жайлатылу кешігуін ұлғайтады. Егер қайта жіберу болмаса, ең үлкен кешігуге ұшыраған пакеттер (қолданылған кезекке қою ережесіне байланысты) басымдықпен жойылуы мүмкін, бұл жалпы жайлатылу кешігуін азайтады.
Өлшем
Пакеттердің жоғалтылуы фреймдердің жоғалту деңгейі ретінде өлшенуі мүмкін, бұл желі арқылы жеткізілуі керек болған, бірақ жеткізілмеген фреймдердің проценттік көрсеткіші болып табылады.
Пакеттердің жоғалуы
Пакеттерді жоғалту қызмет сапасымен тығыз байланысты. Пакеттердің жоғалуының қабылданатын мөлшері жіберілетін деректер түріне байланысты. Мысалы, IP дауысы трафигі үшін бір сарапшы: «Кейде бір-екі пакеттің жоғалуы әңгіме сапасына әсер етпейді. Жалпы пакет ағынының 5-10% жоғалуы сапаға айтарлықтай әсер етеді» деген пікір білдірді. Тағы бір сарапшы аудио немесе бейне ағынын тарату үшін 1% -дан аз пакеттерді жоғалтуды «жақсы», ал 1–2,5% жоғалтуды «қабылданатын» деп сипаттады.
Диагностика
Пакеттердің жоғалуы TCP сияқты сенімді протоколдармен анықталады. Сенімді протоколдар пакеттердің жоғалуына автоматты түрде ден қояды, сондықтан желі әкімшісі сияқты маманға пакеттердің жоғалуын анықтау және диагностикалау қажет болғанда, олар көбінесе желілік құрылғылардан немесе арнайы құралдардан мәртебе туралы ақпаратты пайдаланады. Интернет-бақылау хабарламалары протоколы эхо мүмкіндігін ұсынады, онда әрқашан жауап қайтаратын арнайы пакет жіберіледі. Ping, traceroute, MTR және PathPing сияқты құралдар осы протоколды пакеттердің өтетін жолын көрнекті түрде көрсету және әрбір кезеңде пакеттердің жоғалуын өлшеу үшін қолданады. Көптеген маршрутизаторларда белгілі бір кезеңде жойылған пакеттердің саны немесе пайызын көруге болатын мәртебелік беттері немесе журналдары болады.
Сенімді жеткізу үшін пакеттерді қалпына келтіру
Интернет-протоколы пакеттерді жоғалғандарды қайта жіберу арқылы қалпына келтіру жауапкершілігін деректерді жіберуші және қабылдаушы компьютерлерге, яғни соңғы нүктелерге жүктейді. Олар қайта жіберу қажеттілігін анықтауда ең қолайлы жағдайда, себебі деректерді жіберуші қосымша хабарды толығымен немесе бөлігімен қайта жіберудің дұрыс екенін, хабарды жіберу қажеттілігінің жойылған-жойылмағанын және кез келген қанағаттандыруды ескере отырып, қолданылатын өткізу қабілетін қалай басқару керектігін білуі тиіс. TCP сияқты желілік тасымалдау протоколдары соңғы нүктелерге пакеттердің сенімді жеткізілуін қамтамасыз етудің оңай жолын ұсынады, сондықтан жеке қосымшалар осы логиканы өздігінен іске асыру қажеттілігінен босатылады. Пакеттер жоғалған жағдайда, қабылдаушы қайта жіберуді сұрайды немесе жіберуші расталмаған сегменттерді автоматты түрде қайта жібереді. TCP пакеттерді жоғалтудан қалпына келтіре алғанымен, жоғалған пакеттерді қайта жіберу байланыстың өткізу қабілетін төмендетеді, себебі қабылдаушылар қайта жіберуді күтеді және қосымша өткізу қабілеті пайдаланылады. TCP-нің кейбір түрлерінде, егер пакет жоғалса, ол одан кейін жіберілген барлық пакеттермен бірге қайта жіберіледі. Пайдаланушылық деректер протоколы (UDP) сияқты протоколдар жоғалған пакеттерді қалпына келтірмейді. UDP қолданатын қосымшалар қажет болған жағдайда пакеттердің жоғалтылуын басқару үшін өз механизмдерін іске асыруы күтіледі.
Кезек тәртібіне әсер ету
Қай пакеттерді тастау керектігін анықтау үшін көптеген кезекке қою тәсілдері бар. Көптеген қарапайым желілік құрылғылар тұйыққа жеткен кезде күтіп тұрған пакеттер үшін FIFO кезектемесін пайдаланады және пакет қабылданған кезде кезек толып кетсе, оларды тастап жібереді. Мұндай пакет тастау "құйрықтан тастау" деп аталады. Басқа толық кезек механизмдеріне кездейсоқ ерте анықтау және салмақты кездейсоқ ерте анықтау жатады. Пакеттерді тастау ұнамсыз, себебі пакет жоғалып кетуі мүмкін немесе қайта жіберу қажет болады, бұл нақты уақыт өткізу қабілетіне әсер етеді; алайда, буфердің көлемін арттыру буфердің ісінуіне алып келуі мүмкін, бұл тығырылған кезде задерлілік пен дірілге өз әсерін тигізеді. Егер қызмет сапасы қосылымды шектейтін болса, мысалы, ағынды шектеу алгоритмін қолданғанда, пакеттер белгілі бір қызметтерді баяулату үшін, басқа, жоғары маңызды қызметтерге қолжетімді өткізу қабілетін қамтамасыз ету мақсатымен қасақана тасталуы мүмкін. Осы себепті пакеттердің жоғалуы міндетті түрде нашар қосылымның сенімділігін немесе өткізу қабілетінің шектелу белгісін көрсетпейді.