یکی از مسائل مهم در شبکه ازدحام است. ازدحام در شبکه زمانی رخ میدهد که تعداد بسته های ارسال شده به شبکه (بار شبکه) بیش از ظرفیت شبکه باشد. به مجموعه مکانیزم هایی که در جهت مهار ازدحام و نگهداشتن بار شبکه روی عددی کمتر از ظرفیت شبکه اقدام می کنند، کنترل ازدحام گفته می شود.

دلیل بروز پدیده ازدحام در شبکه، وجود صف (بافر) در مسیریاب ها و سوییچ های میانی شبکه است. ابزارهای سوییچینگ در شبکه دارای بافرهایی هستند که بسته ها را قبل و بعد از پردازش، نگهداری می کنند. مثلا یک مسیریاب دارای صف ورودی/خروجی برا ی هر یک از واسط هایش می باشد. زمانیکه بسته ای به واسط ورودی می رسد، از سه محله عبور می کند:

۱- بسته در انتهای صف ورودی قرار گرفته و منتظر بررسی می ماند.

۲- وقتی سگمنت به جلوی صف رسید، پردازنده مسیریاب بسته را از صف ورودی حذف کرده و با استفاده از جدول مسیریابی و آدرس مقصد، مسیر و واسط خروجی که بسته از آن طریق باید به مقصد برسد را پیدا می کند

۳- بسته در صف خروجی مناسب قرار داده می شود و منتظر می ماند تا نوبت ارسالش فرا برسد

در این فرآیند دو نکنته را باید مد نظر داشت؛ اولا اگر نرخ ورود بسته ها بیش از نرخ پردازش آنها باشد، صف های ورودی طولانی و طولانی تر می شوند. ثانیا اگر نرخ ترک بسته کمتر از نرخ پردازش باشد، صف های خروجی، طولانی و طولانی تر می شوند. در هردو حالت، ازدحام رخ میدهد

شکل ۹: یک مسیریاب فرضی با سه واسط و صفهای ورودی/خروجی واسط ها

۱-۱-۳ کارآیی شبکه

کنترل ازدحام متاثر از دو عامل است که کارآیی شبکه را اندازه گیری می کنند: تاخیر و توان عملیاتی (throughput)

1-1-1-3 تاخیر و بارشبکه:

شکل ۱۰ رابطه بین تاخیر بسته و بارشبکه را نشان می دهد. توجه کنید که وقتی بار خیلی کمتر از ظرفیت شبکه باشد، تاخیر به حداقل می رسد. این حداقل تاخیر متشکل است از تاخیر پخش و تاخیر پردازش (که هردو ناچیزند). اما زمانیکه بار به ظرفیت شبه می رسد، تاخیر سریعا افزایش می یابد چرا که در این حالت تاخیر صف مسیریاب های موجود در مسیر نیز به کل تاخیر اضافه می شود.

۲-۱-۱-۳ توان عملیاتی و بار شبکه:

توان عملیاتی را میتوان تعداد بسته هایی دانشت که در واحد زمان از شبکه عبور می کنند. رابطه میان توان عملیاتی و بارشبکه در شکل ۱۱ نمایش داده شده است. همچنان که نمودارها نشان میدهند، زمانیکه بار شبکه کمتر از ظرفیت شبکه است، توان عملیاتی متناسب با بار افزایش می یابد. انتظار آن است که با رسیدن بار شبکه به ظرفیت شبکه، توان عملیاتی ثابت بماند ولی توان عملیاتی سریعا کاهش می یابد. علت این امر حذف بسته ها توسط مسیریابهای میانی است (که به علت پرشدن صفهایشان ناچار هستند به طریقی بسته ها را حذف و صف را خالی کنند. برای اطلاع بیشتر به مباحث AQM و یا الگورینم RED مراجعه کنید). حذف بسته ها از تعداد بسته های شبکه نمی کاهد، چرا که مبدا دوباره بسته ها را می فرستد.

شکل ۱۱ : رابطه توان عملیاتی و بار شبکه

شکل ۱۰: رابطه تاخیر و بارشبکه

۱-۱-۳ روش های کنترل ازدحام:

کنترل ازدحام مجموعه تکنیک هایی است که قادرند پیش از بروز ازدحام از وقوع آن جلوگیری کرده و یا پس از رخداد آن نسبت به برطرف نمودن آن اقدام نمایند. این تکنیک ها به دو دسته تقسیم می شوند: کنترل ازدحام حلقه باز (پیش گیری) و کنترل ازدحام حلقه بسته (درمان)

۱-۱-۱-۳ کنترلهای حلقه باز:

در این کنترل، سیاستهایی برای جلوگیری از بروز ازدحام اعمال می شود. در این راهکارها، کنترل ازدحام توسط مبدا یا مقصد صورت می گیرد.. برخی از سیاستهای مورد استفاده در این روش به شرح زیر میباشند:

· سیاست ارسال مجدد: ارسال مجددخوب می تواند از ازدحام جلوگیری نماید. سیاست ارسال مجدد و تایمرهای ارسال مجدد باید برای بهینه سازی کارآیی و جلوگیری از ازدحام طراحی شوند

· سیاست اعلان وصول: این سیاست که توسط گیرنده اجرا می شود، ممکن است بر ازدحام موثر باشد. اگر گیرنده با دریافت هر بسته، اعلان وصول نکند، میتواند کندی فرستنده را به دنیال داشته و در نتیجه از بروز ازدحام جلوگیری کند

· سیاست حذف: این سیاست توسط مسیریاب ها اعمال می شود و میتواند –درصورت درستی- از بروز ازدحام جلوگیری کند بدون اینکه به جامعیت انتقال صدمه ای وارد کند. مثلا در انتقال صوت، اگر سیاست مورد نظر در هنگام ازدحام بسته هایی با اهمیت کمتر را حذف کند، ضمن حفظ کیفیت صوت، از ازدحام جلوگیری می شود.

۲-۱-۱-۳ کنترلهای حلقه بسته:

این گروه از کنترل ها، سعی می کنند پس از بروز ازدحام، نسبت به رفع آن اقدام نمایند. پروتکل های مختلف از راهکارهای متفاوتی استفاده می کنند که برخی از آنها به شرح زیر می باشند:

· فشار معکوس: وقتی یک مسیریاب با ازدحام روبرو شود، میتواند به مسیریاب قبلی اطلاع دهد که از نرخ بسته های خروجی بکاهد. این روند می تواند به مسیریابهای قبلی دیگر نیز اعمال شود. این راهکار را فشار معکوس گویند

· بسته انسداد:

· سیگنال دهی ضمنی:

· سیگنال دهی صریح: