ATM網(wǎng)的流量控制和擁塞控制

ATM采用統(tǒng)計時分復用，有限的網(wǎng)絡資源決定了網(wǎng)絡所能支持的連接和接受的業(yè)務流量是有限的。當網(wǎng)絡中的業(yè)務流量超過它能支持的限度，網(wǎng)絡的服務質(zhì)量就會變差，如導致時延增加、丟失增加。為了保證網(wǎng)絡的服務質(zhì)量，ATM網(wǎng)必須要有相應的流量控制和擁塞控制機制。

本模塊介紹ATM網(wǎng)的流量控制和擁塞控制機制。

一、流量控制

流量控制的目的：

業(yè)務流量控制就是要對用戶使用網(wǎng)絡資源加以控制，以使網(wǎng)絡能處于正常工作狀態(tài)，即使網(wǎng)絡負荷超過網(wǎng)絡容量時，網(wǎng)絡的服務質(zhì)量仍處于可接受的水平。

衡量網(wǎng)絡服務質(zhì)量的指標有時延、包丟失率等。

1、基本的流量控制功能

ATM網(wǎng)絡中實現(xiàn)流量管理和控制的基本方法：

呼叫接納控制（CAC）

CAC是在呼叫建立階段網(wǎng)絡所執(zhí)行的一組操作，用以接受或拒絕一個ATM連接。用戶在呼叫時，需要把自己的業(yè)務流特性和參數(shù)以及它要求的服務質(zhì)量告知網(wǎng)絡，網(wǎng)絡根據(jù)資源被占用情況和用戶提供的信息，在不降低已建立連接服務質(zhì)量的前提下，決定是否接受這個呼叫。

用法參數(shù)控制/網(wǎng)絡參數(shù)控制（UPC/NPC）

用法參數(shù)控制（UPC）和網(wǎng)絡參數(shù)控制（NPC）分別在UNI和NNI上進行，它們是通信過程中網(wǎng)絡執(zhí)行的一系列操作。ATM網(wǎng)絡在接納呼叫入網(wǎng)后，為這個呼叫分配一定的帶寬。這個帶寬是所有連接共享的，而且各個業(yè)務速率變化很大，實際入網(wǎng)的業(yè)務流量有可能超過分配的帶寬，因此，ATM網(wǎng)需要對業(yè)務流量進行監(jiān)視和控制，保證業(yè)務流特性和網(wǎng)絡分配的帶寬相一致。

2、附加的流量控制功能

附加的流量控制功能可以支持、補充CAC和UPC/NPC的操作，主要包括：

優(yōu)先級控制（CLP Control）

業(yè)務流整形（TS）

網(wǎng)絡資源管理（NRM）

反饋控制（FC）等

二、擁塞控制

1、擁塞的概念及產(chǎn)生原因

擁塞是一種不正常的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，用戶提供給網(wǎng)絡的負載接近或超過了網(wǎng)絡的設計極限，從而不能保證用戶所需的服務質(zhì)量（QoS），這種現(xiàn)象主要由網(wǎng)絡資源受限或突然出現(xiàn)故障所致。

造成ATM擁塞的網(wǎng)絡資源（稱為瓶頸或擁塞點）一般包括：

交換機輸入/輸出端口

緩沖器

傳輸鏈路

ATM適配層處理器

呼叫接納控制（CAC）器等

2、擁塞控制機制

ATM網(wǎng)絡必須既要處理由于大于系統(tǒng)處理能力的通信量而引起的長期擁塞，又要處理由于通信中的突發(fā)性傳輸而引起的短期擁塞。

理想的擁塞控制機制是，在不發(fā)生擁塞的情況下，使網(wǎng)絡負載增加到瓶頸資源的邊緣并維持不變，從而最大限度地利用網(wǎng)絡資源。

根據(jù)擁塞程度不同，擁塞控制分為3個層次：

　　擁塞管理

在非擁塞區(qū)域，擁塞管理工作的目的是確保網(wǎng)絡負載不要進入擁塞區(qū)域。這種控制策略包括資源分配、廢棄型UPC、完全預約或絕對保證的CAC以及網(wǎng)絡工程。

擁塞回避

擁塞回避是實時的控制機制，它可在網(wǎng)絡過載期間避免擁塞和從擁塞中恢復。如某些節(jié)點或鏈路出現(xiàn)故障時，就需要這種機制。擁塞回避程序通常工作在非擁塞區(qū)域和輕度擁塞區(qū)域之間，或整個輕度擁塞區(qū)域內(nèi)。擁塞回避機制包括前向擁塞通知（ECN）、UPC、過預約CAC、阻塞式CAC、基于窗速率信譽的流量控制。

　　擁塞恢復

擁塞恢復程序可以避免降低網(wǎng)絡已向用戶承諾的業(yè)務質(zhì)量。當網(wǎng)絡因擁塞開始產(chǎn)生嚴重的丟失或急劇增加時延時，啟動該擁塞恢復程序。擁塞恢復包括選擇性信元廢棄、UPC參數(shù)的動態(tài)設置，嚴重丟失驅(qū)動的反饋或斷連等。

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