通信專業(yè)傳輸與接入考試培訓(xùn)流量控制

  9.5.2  流量控制
  ATM采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用，有限的網(wǎng)絡(luò)資源(信道帶寬、節(jié)點(diǎn)中緩存器容量等)決定了網(wǎng)絡(luò)所能支持的連接和接受的業(yè)務(wù)流量是有限的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的連接數(shù)目和業(yè)務(wù)流量超過(guò)它能支持的限度，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量會(huì)變差，如時(shí)延增加、丟失增加。業(yè)務(wù)流量控制(Traffic Control)就是要對(duì)用戶利用網(wǎng)絡(luò)資源加以控制，以使網(wǎng)絡(luò)能處于正常工作狀態(tài)，即使網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷超過(guò)網(wǎng)絡(luò)容量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量仍可處于可接受的水平。
  1．基本的流量控制功能
  呼叫接納控制(CAC：Call Admission Control)和用法參數(shù)控制(UPC/NPC)是ATM網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)流量管理和控制的基本方法。
  1)  CAC
  CAC是在呼叫建立階段網(wǎng)絡(luò)所執(zhí)行的一組操作，用以接受或拒絕一個(gè)ATM連接。用戶在呼叫時(shí)，需要把自己的業(yè)務(wù)流特性和參數(shù)以及它要求的服務(wù)質(zhì)量告知網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)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(wù)質(zhì)量的前提下，決定是否接納這個(gè)呼叫。
  描述業(yè)務(wù)流量的參數(shù)有：峰值信元速率(PCR：Peak Cell Rate)、平均信元速率(SCR：Sustainable Cell Rate)、突發(fā)度(Burstiness)、峰值持續(xù)時(shí)間(Peak Duration)等。
  連接所涉及的QoS參數(shù)有：呼叫控制參數(shù)，包括連接建立時(shí)間、連接釋放時(shí)間、呼叫阻塞概率等；信元轉(zhuǎn)移參數(shù)，包括誤碼率CER(Cell Error Ratio)、信元丟失率CLR(Cell Loss Ratio)、信元轉(zhuǎn)移時(shí)延CTD(Cell Transfer Delay)、信元時(shí)延變化CDV等。
  2) 用法參數(shù)控制和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制
  用法參數(shù)控制(UPC：Usage Parameter Control)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制(NPC：Network Parameter Control)分別在UNI和NNI上進(jìn)行，它們是通信過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的一系列操作。ATM網(wǎng)絡(luò)在接納呼叫入網(wǎng)后，給這個(gè)呼叫分配了一定的帶寬。這個(gè)帶寬是所有連接共享的，再加上各個(gè)業(yè)務(wù)速率變化很大，實(shí)際入網(wǎng)的業(yè)務(wù)流量有可能超過(guò)分配的帶寬，因此，ATM網(wǎng)需要對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行監(jiān)視和控制，保證業(yè)務(wù)流特性和網(wǎng)絡(luò)分配的帶寬相一致。
  常用的算法有漏桶算法和跳變窗技術(shù)。
  2．附加的流量控制功能
  附加的流量控制功能有優(yōu)先級(jí)控制(CLP Control)、業(yè)務(wù)流整形(TS：Traffic Shaping)、網(wǎng)絡(luò)資源管理(NRM：Network Resource Management)、反饋控制(FC：Feedback Control)等及其組合，可以支持和補(bǔ)充CAC和UPC/NPC的操作。
  1) 優(yōu)先級(jí)控制
  當(dāng)一個(gè)ATM連接應(yīng)用戶要求使用CLP功能時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源被分配給CLP=0(高優(yōu)先級(jí))和CLP=1(低優(yōu)先級(jí))的業(yè)務(wù)流。通過(guò)對(duì)兩種不同業(yè)務(wù)流的控制，分配足夠的資源以及做出適當(dāng)?shù)穆酚蛇x擇，網(wǎng)絡(luò)可以提供兩種要求的QoS類(lèi)型。
  如果網(wǎng)絡(luò)側(cè)選用優(yōu)先級(jí)控制功能，那么在CLP=0業(yè)務(wù)流上由UPC/NPC控制所識(shí)別出的不一致的CLP=0的信元被轉(zhuǎn)換成CLP=1的信元，并與原CLP=1的業(yè)務(wù)流合并。對(duì)已合并的CLP=1的業(yè)務(wù)流，由UPC/NPC將不一致的信元丟掉。
  2) 業(yè)務(wù)流整形
  根據(jù)排隊(duì)理論，一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)的服務(wù)性能不僅與服務(wù)時(shí)間分布、服務(wù)規(guī)則、緩存器長(zhǎng)度有關(guān)，還與顧客到達(dá)的分布密度有關(guān)。在其他系統(tǒng)參數(shù)固定的情況下，顧客到達(dá)這一隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性越平滑，其服務(wù)質(zhì)量就越好。在ATM網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)流是高度突發(fā)的，其業(yè)務(wù)速率變化很大。因此，如果能適當(dāng)?shù)馗纳茦I(yè)務(wù)流進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特性，無(wú)疑會(huì)改善業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。業(yè)務(wù)流整形就是要完成這樣的功能。
  可見(jiàn)業(yè)務(wù)流整形是一種機(jī)制，它能改變一個(gè)VCC或一個(gè)VPC上信元流的業(yè)務(wù)量特性，以使得業(yè)務(wù)流穿過(guò)UNI或NNI時(shí)與用戶網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)要求的流量特性保持一致，以最大程度地提高ATM網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源利用率。
  業(yè)務(wù)流整形控制必須保證ATM連接的信元順序完整性。
  3) 網(wǎng)絡(luò)資源管理
  ATM網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中最重要的資源是緩沖空間和中繼線帶寬。簡(jiǎn)化中繼線帶寬管理的一種方法是利用虛通道VP。我們知道，VP可包含多個(gè)VC，VP信元只基于信頭中的VPI部分進(jìn)行中繼。如果網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是通過(guò)VPC相連的，那么在CAC決策中只需考慮可利用的VPC帶寬。VPC可將多個(gè)VCC作為一個(gè)整體進(jìn)行管理，這比管理單個(gè)VCC要容易得多。
  兩種基本的管理帶寬和緩沖資源的方法是：帶寬預(yù)留和緩沖器預(yù)留。
  帶寬預(yù)留是在端到端路由的每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)上，逐節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)預(yù)留帶寬。所有中間節(jié)點(diǎn)帶寬預(yù)留成功，并給出證實(shí)響應(yīng)時(shí)，才可傳送業(yè)務(wù)。
  對(duì)中間節(jié)點(diǎn)的緩存器資源管理是通過(guò)確保整個(gè)突發(fā)能夠在節(jié)點(diǎn)緩沖，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而保證整個(gè)突發(fā)不被丟失。當(dāng)每個(gè)突發(fā)到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)檢測(cè)和比較信元所要求的緩沖器(REQ BUF)長(zhǎng)度和可利用的緩沖器空間。如果請(qǐng)求的緩沖器長(zhǎng)度大于可利用的緩沖器空間，則不受理整個(gè)突發(fā)；反之，受理整個(gè)突發(fā)。
  4) 反饋控制(FC)
  反饋控制是網(wǎng)絡(luò)和用戶所采取的一套操作，這些操作根據(jù)網(wǎng)絡(luò)單元的狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)ATM連接的業(yè)務(wù)流量。反饋控制過(guò)程與業(yè)務(wù)類(lèi)型有關(guān)。反饋控制的方法有前向擁塞通知(FCN：Forward Congestion Notification)和反向擁塞通知(BCN：Backward Congestion Notification)兩類(lèi)。

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