通信專業(yè)傳輸與接入考試培訓流量控制

  9.5.2  流量控制
  ATM采用統(tǒng)計復用，有限的網(wǎng)絡資源(信道帶寬、節(jié)點中緩存器容量等)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)絡中的連接數(shù)目和業(yè)務流量超過它能支持的限度，網(wǎng)絡的服務質(zhì)量會變差，如時延增加、丟失增加。業(yè)務流量控制(Traffic Control)就是要對用戶利用網(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)絡中實現(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，決定是否接納這個呼叫。
  描述業(yè)務流量的參數(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)，包括連接建立時間、連接釋放時間、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)移時延CTD(Cell Transfer Delay)、信元時延變化CDV等。
  2) 用法參數(shù)控制和網(wǎng)絡參數(shù)控制
  用法參數(shù)控制(UPC：Usage Parameter Control)和網(wǎng)絡參數(shù)控制(NPC：Network Parameter Control)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，給這個呼叫分配了一定的帶寬。這個帶寬是所有連接共享的，再加上各個業(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。
  常用的算法有漏桶算法和跳變窗技術。
  2．附加的流量控制功能
  附加的流量控制功能有優(yōu)先級控制(CLP Control)、業(yè)務流整形(TS：Traffic Shaping)、網(wǎng)絡資源管理(NRM：Network Resource Management)、反饋控制(FC：Feedback Control)等及其組合，可以支持和補充CAC和UPC/NPC的操作。
  1) 優(yōu)先級控制
  當一個ATM連接應用戶要求使用CLP功能時，網(wǎng)絡資源被分配給CLP=0(高優(yōu)先級)和CLP=1(低優(yōu)先級)的業(yè)務流。通過對兩種不同業(yè)務流的控制，分配足夠的資源以及做出適當?shù)穆酚蛇x擇，網(wǎng)絡可以提供兩種要求的QoS類型。
  如果網(wǎng)絡側(cè)選用優(yōu)先級控制功能，那么在CLP=0業(yè)務流上由UPC/NPC控制所識別出的不一致的CLP=0的信元被轉(zhuǎn)換成CLP=1的信元，并與原CLP=1的業(yè)務流合并。對已合并的CLP=1的業(yè)務流，由UPC/NPC將不一致的信元丟掉。
  2) 業(yè)務流整形
  根據(jù)排隊理論，一個排隊系統(tǒng)的服務性能不僅與服務時間分布、服務規(guī)則、緩存器長度有關，還與顧客到達的分布密度有關。在其他系統(tǒng)參數(shù)固定的情況下，顧客到達這一隨機過程的統(tǒng)計特性越平滑，其服務質(zhì)量就越好。在ATM網(wǎng)絡中，業(yè)務流是高度突發(fā)的，其業(yè)務速率變化很大。因此，如果能適當?shù)馗纳茦I(yè)務流進入網(wǎng)絡的統(tǒng)計特性，無疑會改善業(yè)務的服務質(zhì)量。業(yè)務流整形就是要完成這樣的功能。
  可見業(yè)務流整形是一種機制，它能改變一個VCC或一個VPC上信元流的業(yè)務量特性，以使得業(yè)務流穿過UNI或NNI時與用戶網(wǎng)絡或網(wǎng)絡內(nèi)要求的流量特性保持一致，以最大程度地提高ATM網(wǎng)絡的帶寬資源利用率。
  業(yè)務流整形控制必須保證ATM連接的信元順序完整性。
  3) 網(wǎng)絡資源管理
  ATM網(wǎng)絡節(jié)點中最重要的資源是緩沖空間和中繼線帶寬。簡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VC，VP信元只基于信頭中的VPI部分進行中繼。如果網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都是通過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VCC作為一個整體進行管理，這比管理單個VCC要容易得多。
  兩種基本的管理帶寬和緩沖資源的方法是：帶寬預留和緩沖器預留。
  帶寬預留是在端到端路由的每個中間節(jié)點上，逐節(jié)點申請預留帶寬。所有中間節(jié)點帶寬預留成功，并給出證實響應時，才可傳送業(yè)務。
  對中間節(jié)點的緩存器資源管理是通過確保整個突發(fā)能夠在節(jié)點緩沖，網(wǎng)絡進而保證整個突發(fā)不被丟失。當每個突發(fā)到達節(jié)點時，節(jié)點檢測和比較信元所要求的緩沖器(REQ BUF)長度和可利用的緩沖器空間。如果請求的緩沖器長度大于可利用的緩沖器空間，則不受理整個突發(fā)；反之，受理整個突發(fā)。
  4) 反饋控制(FC)
  反饋控制是網(wǎng)絡和用戶所采取的一套操作，這些操作根據(jù)網(wǎng)絡單元的狀態(tài)來調(diào)節(jié)ATM連接的業(yè)務流量。反饋控制過程與業(yè)務類型有關。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。

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