Untitled

Tizim Xotirasida Socket Bufferlari va Ularning Boshqarilishi (Buffer Management)

Tarmoq aloqalari orqali ma'lumotlar uzatilganda yoki qabul qilinganda, socket buferlari (bufferlar) yordamida vaqtincha saqlanadi. Ushbu buferlar tizim xotirasida joylashgan bo‘lib, ularga protsessor va operatsion tizim tomonidan boshqaruv amalga oshiriladi.

Socket Bufferi nima ?

Socket buferi – ma'lumotlarni jo‘natish yoki qabul qilishdan oldin va keyin vaqtincha saqlash uchun ajratilgan xotira hududi. Buferlar tarmoq orqali uzatiladigan yoki kelgan paketlarni boshqarishga yordam beradi va uzatish jarayonida kechikishlarni kamaytiradi.

Socket buferlari asosan ikki turga bo‘linadi:

1. Send Buffer (Yuborish buferi)

2. Receive Buffer (Qabul qilish buferi)

Socket buferlarining ishlash tartibi

1 Yuborish (Send Buffer)

• Ma'lumotlar dastur tomonidan send() tizim chaqirig‘i orqali yuborilganda, ular avval socketning yuborish buferiga yoziladi.

• Operatsion tizim tarmoq interfeysi orqali bu ma'lumotlarni paketlarga bo‘lib, tarmoqqa uzatadi.

• Buferning to‘lishi yoki kechikishlar yuz bersa, dastur bir muddat kutib turishi mumkin.

Jarayon bosqichlari:

1. Dastur send() chaqiradi.

2. Ma'lumot socketning yuborish buferiga yoziladi.

3. Operatsion tizim ma'lumotni tarmoqqa uzatadi.

2 Qabul qilish (Receive Buffer)

• Ma'lumot tarmoqqa kelib tushganda, u avval socketning qabul qilish buferiga yoziladi.

• Dastur recv() tizim chaqirig‘ini chaqirganida, qabul qilish buferidagi ma'lumotlar dasturga uzatiladi.

• Agar qabul qilish buferi to‘lib qolsa, yangi paketlar tashlab yuborilishi yoki qabul qilinmasligi mumkin.

Jarayon bosqichlari:

1. Tarmoqdan paketlar keladi.

2. Paketlar socketning qabul qilish buferiga yoziladi.

3. Dastur recv() chaqirig‘i orqali ma'lumotlarni o‘qiydi.

Socket Buffer Hajmini Sozlash

Socket buferlarining hajmi operatsion tizim sozlamalari va tarmoq muhitiga bog‘liq holda o‘zgartirilishi mumkin. Hajmni to‘g‘ri sozlash orqali ma'lumot uzatish samaradorligi oshiriladi.

Hajmni sozlash uchun tizim chaqiruvlari:

• setsockopt() – Socket opsiyalarini sozlash.

• getsockopt() – Socket opsiyalarini o‘qish.

Misol uchun, Linux tizimida yuborish va qabul qilish bufer hajmini sozlash:

#include <sys/socket.h>

int sockfd;
int buffer_size = 65536;  // 64 KB bufer hajmi

// Yuborish buferi hajmini sozlash
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &buffer_size, sizeof(buffer_size));

// Qabul qilish buferi hajmini sozlash
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &buffer_size, sizeof(buffer_size));

Bu kod orqali socketning yuborish va qabul qilish buferlari hajmi 64 KB qilib o‘rnatiladi.

Socket Bufferlarining Vazifasi va Afzalliklari

Vazifalari:

• Ma'lumotlarni vaqtincha saqlash: Paketlarni tarmoq orqali uzatishdan yoki dasturdan o‘qib olishdan oldin vaqtincha buferda saqlaydi.

• Ma'lumot uzatishni optimallashtirish: Tarmoq paketlarini guruhlab yuborish yoki qabul qilish orqali samaradorlikni oshiradi.

• Kechikishni boshqarish: Buferlar orqali uzatish jarayonida yuzaga keladigan kechikishlarni nazorat qiladi.

Afzalliklari:

• Tarmoqli kechikishlarni kamaytirish: Ma'lumotlarni uzluksiz uzatishga yordam beradi.

• Ma'lumotni yo‘qotmaslik: Dastur vaqtincha ishlamagan bo‘lsa ham, paketlar qabul qilish buferida saqlanadi.

• O‘rnatiladigan hajm: Tizim va tarmoq talablariga qarab bufer hajmini moslashtirish mumkin.

Muammolar va Yechimlar

Buferning to‘lib qolishi

Agar qabul qilish yoki yuborish buferlari to‘lib qolsa, quyidagi muammolar yuzaga kelishi mumkin:

• Paketlar tashlab yuboriladi.

• send() yoki recv() chaqiruvlari bloklanadi (kutish rejimida ishlaydi).

Yechim:

• Bufer hajmini oshirish yoki ma'lumot uzatish tezligini moslashtirish.

• Tizimdagi boshqa tarmoq resurslarini optimallashtirish.

Yomon ishlov berish samaradorligi

Agar buferlar hajmi tarmoqning uzatish tezligiga mos kelmasa, samaradorlik pasayishi mumkin.

Yechim:

• Optimal bufer hajmini aniqlash va sozlash.

• Operatsion tizimning dinamik bufer boshqaruv mexanizmlaridan foydalanish.

Socket Bufferlarining Xotira Boshqaruvi

Socket buferlari operatsion tizim yadrosi (kernel) tomonidan boshqariladi. Har bir socket uchun tizim ma'lum miqdorda xotira ajratadi va ushbu xotira quyidagi jarayonlarga asoslanadi:

1. Dinamik xotira boshqaruvi: Tizim socket bufer hajmini avtomatik ravishda moslashtirishi mumkin.

2. Statik xotira boshqaruvi: Socketlar uchun ajratilgan xotira doimiy hajmda bo‘lishi mumkin, bunda dasturchi bu hajmni oldindan belgilashi kerak.

3. Xotira chegaralari: Operatsion tizim umumiy tarmoq resurslarini himoya qilish uchun socket buferlari hajmini maksimal chegaralab qo‘yadi.

Linuxda bu limitlar /proc/sys/net/core katalogida mavjud:

• rmem_max – Maksimal qabul qilish bufer hajmi.

• wmem_max – Maksimal yuborish bufer hajmi.

cat /proc/sys/net/core/rmem_max
cat /proc/sys/net/core/wmem_max

Misollar va Qo‘llanish

Tarmoq Dasturlash Misoli (C)

Quyidagi kodda socket orqali qabul qilish va yuborish buferlari boshqariladi:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    char buffer[1024];
    int buffer_size = 32768;  // 32 KB bufer hajmi

    // Socket yaratish
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    // Yuborish buferi hajmini sozlash
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &buffer_size, sizeof(buffer_size));

    // Server manzilini sozlash
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr);

    // Ulanish o‘rnatish
    connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

    // Ma'lumot yuborish
    send(sockfd, "Hello, server!", strlen("Hello, server!"), 0);

    // Ma'lumot qabul qilish
    recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);

    printf("Serverdan javob: %s\n", buffer);

    // Socketni yopish
    close(sockfd);

    return 0;
}

Socket buferlari tarmoq orqali ma'lumotlarni samarali boshqarish uchun muhim vositadir. Ular yordamida paketlar vaqtincha saqlanadi, kechikishlar nazorat qilinadi va ma'lumotlar tarmoq tezligiga mos ravishda uzatiladi. Tizim buferlarini to‘g‘ri boshqarish orqali tarmoq ilovalari samaradorligini sezilarli darajada oshirish mumkin.