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2023-06-11T17:12:47Z

Netzwerk-Scheduler-Algorithmen: link geprüft

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Ein '''Netzwerk-Scheduler''' (vgl. {{enS|''scheduling''}} bzw. [[Scheduling|Zeitablaufsteuerung]]) oder auch '''Paket-Scheduler''' ist eine ''[[Arbiter|Arbitrationslogik]]'', die die [[Reihenfolge]] von [[Datenpaket]]en in einem [[Puffer (Informatik)|Puffer]] der Art einer [[Warteschlange (Datenstruktur)|Warteschlange]] (engl. '''Queue''' [{{IPA|kju}}]) regelt. Für die verschiedenen [[Betriebssystem]]e bzw. [[Kernel (Betriebssystem)|Kernel]] sind verschiedene Netzwerk-Scheduler verfügbar, für die dann mehr oder weniger Implementationen von vorhandenen Netzwerk-Scheduling-[[Algorithmus|Algorithmen]] verfügbar sind.

== Implementationen ==
Für den [[Linux (Kernel)|Linux-Kernel]] ist zurzeit ein Netzwerk-Scheduler verfügbar, dieser ist integraler Teil des Linux-Netzwerk-Stacks, arbeitet auf Schicht 2 des [[OSI-Modell]]s, also mit [[Ethernet#Formate der Ethernet-Datenübertragungsblöcke und das Typfeld|Ethernet Frames]] und verwaltet die Ein- und Ausgangspuffer sämtlicher [[Netzwerkkarte]]n. Mit <code>[[ifconfig]]</code> oder <code>[[Iproute2|ip]]</code> lässt sich die Puffergröße <code>txqueuelen</code> ([[Deutsche Sprache|deutsch]]: Sendewarteschlangenlänge) /<code>rxqueuelen</code> in Anzahl an Ethernet frames (unabhängig ihrer Größe) für jedes Gerät einstellen. Der Netzwerk-Scheduler verwaltet nicht den Ringpuffer oder irgendwelche anderen Puffer.

Ein weiterer Netzwerk-Scheduler befindet sich in der Planungsphase und ist Teil von [[Netfilter]].

== Funktionsweise ==
Der jeweils geladene Netzwerk-Scheduler-Algorithmus und die eingestellten Parameter bestimmen auf welche Art und Weise der Netzwerk-Scheduler den Warteschlangenpuffer verwaltet.

=== Illustration ===
[[Datei:Data Queue.svg|300px|FIFO Datenstruktur]]

== Netzwerk-Scheduler-Algorithmen ==
Im Laufe der Zeit wurden etliche Netzwerk-Scheduler-Algorithmen (engl. '''Queueing Discipline''' [{{IPA|kjuing disiplin}}] oder '''Queueing Algorithm''') entwickelt. Man kann ganz grob zwischen [[Leaky-Bucket-Algorithmus|Leaky-Bucket-Algorithmen]] und [[Token-Bucket-Algorithmus|Token-Bucket-Algorithmen]] unterscheiden, anhand der Einstellmöglichkeiten zwischen klassenbasierten und klassenlosen Algorithmen. Des Weiteren kann man verschiedene Algorithmen zur selben Art zählen, so sind z. B. CHOKe, ARED, GRED and WRED alles RED-Varianten.

* FQ ({{lang|en|[[Fair-Queuing]]}})
* WFQ ({{lang|en|[[Weighted-Fair-Queuing]]}})
* [[Taildrop-Algorithmus]]

Etliche Netzwerk-Scheduler-Algorithmen sind als Linux-[[Kernel-Modul]]e<ref>{{cite web|url=http://lxr.free-electrons.com/source/net/sched/|title=Linux Kernel Source Code: Netzwerk-Scheduler|date=2012-12-26|accessdate=2012-12-26|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120816210150/http://lxr.free-electrons.com/source/net/sched/|archivedate=2012-08-16|offline=yes}}</ref> realisiert und sind [[Freie Software|frei]] verfügbar:

* CBQ ({{lang|en|[[Class-Based Queueing]]}}) discipline
* CHOKe (CHOose and Keep for responsive flows, CHOose and Kill for unresponsive flows) ist eine RED-Variante
* [[CoDel]] (Controlled Delay) und Fair/Flow Queue CoDel
* DRR ([[Deficit Round Robin]]) und DWRR
* HSFC ({{lang|en|[[Hierarchical Fair Service Curve]]}})
* NETEM Network emulator
* HTB ({{lang|en|[[Hierarchy Token Bucket]]}})
* QFQ ({{lang|en|[[Quick Fair Queueing]]}}) Scheduler
* RED ({{lang|en|[[Random early detection]]}}) sowie ARED, GRED, RRED und WRED
* SFB ({{lang|en|[[Stochastic Fair Blue]]}}) sowie Resilient SFB
* SFQ ({{lang|en|[[Stochastic Fairness Queueing]]}})
* TBF ({{lang|en|[[Token-Bucket-Algorithmus|Token Bucket Filter]]}})
* TEQL ({{lang|en|[[Trivial Link Equalizer]]}})

== Schlagwörter ==
Obwohl die Aufgabe des Netzwerk-Schedulers an sich sehr einfach zu verstehen ist, wurden im Laufe der Zeit sehr viele [[Schlagwort (Linguistik)|Schlagwörter]] zu dem Thema erfunden.
* {{lang|en|Active Queue Management (AQM)}}, Deutsch etwa ''aktive Warteschlangenverwaltung'',
* {{lang|en|Network Traffic Control}}: quasi ein Überbegriff, denn in der Tat soll der Netzwerkverkehr kontrolliert werden
* {{lang|en|[[Traffic-Shaping]]}}: eine Form von AQM, die verfügbare Bandbreite wird künstlich aufgeteilt und jeweils begrenzt
* {{lang|en|Link Sharing}}: wenn sich zwei oder mehr Parteien eine Leitung teilen, bietet es sich ein auf dem gemeinsamen Router den Netzwerk-Scheduler entsprechend einzurichten
* {{lang|en|Traffic Prioritizing}}: eine Form von AQM, die Warteschlange wird verwaltet, indem ausgesuchte Datenpakete priorisiert werden
* {{lang|en|TCP Turbo}}: ein Schlagwort, das hervorheben soll, dass durch entsprechendes AQM, eine Verlangsamung der TCP-Downloadrate verhindert wird
* {{lang|en|Bandwidth Management}}: Verwaltung der verfügbaren Bandbreite

== Siehe auch ==
* [[Network congestion avoidance|Vermeidung von Netzwerküberlastung]]
*[[Traffic-Shaping]]
*[[IP-Paket#TOS (Type of Service)|Type of Service (TOS)]]
**[[Quality of Service]]
**[[IntServ]]
**[[DiffServ]]
*[[Warteschlange (Datenstruktur)]]
** [[Warteschlangentheorie]]
** [[Paketvermittlung]]
** [[First In – First Out]]
** [[Last In – First Out]]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Netzwerkscheduler}}
[[Kategorie:Netzwerktheorie]]

Netzwerk-Scheduler - Versionsgeschichte

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