《atm网络的业务流量控制与拥塞控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《atm网络的业务流量控制与拥塞控制（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、A T M网络的业务流纽控制与拥塞控制 王皎 北京邮电大学 韩存武 1 8 1 信箱 1 11 0 8 7 6 臼 殉文 章 介 绍了 A T M网 络的 业 务 流 皿 控 制 ( S e r v ic e T r a ffi c C o n tr o l ) 和 拥 塞 控 1 w C a o g e s ti o n C o n tr o l ) 两 种方 法。 A T M网 络中 实翻 日 k 务 流A 控制 有两种手段: 连接 接纳 控 制C A C ( C o n n e c ti o n A d m i s s i on C o n tr o l) 和使用 参数 控制U P C
2、( U s a g e P a r a m e te r C o n t ro l ) .其中 使用 参孩 控制 ( U P C ) 是A T M网 络流 且控 翻的一 个， 要手段. 本文从研究U P C应该具有的 特性出发，分析了 几种U P C 监侧机制。比 较了UC 机侧对违约信 元采取的 几种挤管措施。 I 关 扭 甸 A T M F ! 络， 业务流 A控 制， 拥塞 控制， 用法乡 数 控制， 漏 桶， 跳窗 L引言 A T M网的 流 盆控制一直是A T M技术的 热点 课瓜. 在通 信网中 ， 各类资 翻( 4 ! t 道容 皿、 节点中 .存招 容纽等 ) 是 有限的， 因
3、 此， 它所能支持的 连接和 业务流2也是有限 的. 当 网 络中的 连接盆目 和业务流 且超 过它能 支持的 一定限 度时， 网 络的 服务质皿 会变差， 如信元时 延 ( c e ll d e la y ) 增加、 信元丢失 ( c e ll lo s t r a te ) 4加， 若不对进入网 络的业务流f加以限制， 就会出 现拥塞现象。 业务流皿控制鱿是防止网络出现拥塞 而采取的网络拉创描旅， 其目 的是为了 在保证网 络服务质t的前提下，尽可能增加网 络的吞吐二成利用 率。 1沪下工t之“!，1!一!1. 在 传统的电 璐交 换网中， 每个连接的 带宽是圈定的， 在 整 个通 信过
4、程中 网 络可提供给 通伯双方 恒定 的数据速率。 在建立该连接时， 采用很简单的呼叫接纳过程:当 可提供伯道给呼叫方和彼叫方时，则建 立连接:反之， 则拒绝该呼叫。一旦建立连接， 该连接就不受网 络中 其他用户的影响， 此时，即使网络 处于饱和状态， 仍能保证该连接的服务质且。 在分组交换网中， 采用了存储 转发的方法转移分组。 对于任惫一个交换节点，对带宽资钾采用异步 时 分复 用的 方式， 如果 某一节点 处的 业务流二超过信道的 容t. 则 会造 成该 处级存拐的滋出， 从而造成 分组的丢失， 而分组丢失后要进行重传，重传又会加剧网络负荷，加盆网络拥塞，使更多分组丢失。 这 样， 鱿
5、形成了 一 个恶 性循环， 使分 组陷 入瘫疾状态。为了 通免 这种 恶 性 摘环的 发生， 在分组 交换网中 采 取了 业 务 流 皿 控 侧( S e r v ic e T r a ff i c C o n t r o o 和 拥 奋 控触,C o n g e s tio n C o n t ro l ) 两种 方法. 浮1; 友万 4i龚 _ , I . I ll 下田 宜 观泊说明 了 为什么 要进行 流t控 制的 !接原因。 信元丢失，一徽招的母大敌人 以 太 月 川t 卜 1 铆字 节 川2 有 元 阳皿 伪 m 卜 44 7 0 字 节 卜 %信 元 IP 肛 袖 阿 n 乒 ，
6、 1 50宇 卜 悦信 元 T C 烈 企信息包 一 )口口口口口口口口口口口x口口口口口- ) ;川，.均 .11 一个 信元后份耍盆断抽 幼1 92有元丢失一个信元后 拍早询成拥赛冲 1 注 t 控 创的 擂抽 A r M 两 络 中 实 现 业 务 流 盆 管 理 和 控 制 有 两 种 手 段 : 连 接 接 纳 控 制C A c (c . 加 目 范 o n A 山 口 加 io n c “ 劝 ro l) 和 位 用 今 橄 控 侧 切 田 ， ，氏 口 口 改 改 要手段。下面主共介绍使用今扳控制。 c o nt 拍 1) 其 中 使 用 参 数 控 制 “ 几 是A l材网 络
7、 流 皿 控 制 的 一 个 重 3.1位 用 乡 狡 挂 饰邢) A p M两 络 在 允 许 连 接 进 入网 后， 就 要 给 该 连 接 分 配 一 定 的 带 宽 资 派。 但人 n 网 络 并 不 像 传 统 的 电 话 网 那样把这个带t圈定她分给该连接， 它允许所有连接异步时分复用带宽资订。由于用户业务流的统计特 性 ， 出 为 了 防 止 某 些 用 户 恶 t “ 盗 用 ” 网 络 资 派 ， 需 在绷 网 络 接 口 处 对 用 户 进 行 业 务 流 移 管 仃 加 伍 c P 加 城 目 以 保 证 用 户 实 际 的 业 务 流 特 性 与 它 申 请 的 业 务
8、 流 特 征 相 符 ， 防 止 过 且 的 业 务 流 引 起 网 络 拥 塞 ， 影 晌 其 伯 用 户 的 服 务 质 且 ， 这 个 过 程 称 使 用 乡 致 控 制 J 代) . 它 是 冉 一。 吐 网 络 流 皿 控 制 的 一 个 盆 要 手 段 3 2使 用 今 级 控 钧邢淬具 各 的 特 性 U P c用以 控 创并 约 束用 户的 行为， 它对 于网 络 流 二 控 制的 性能 和 用户 质 t的 保 证 具 有 重 要t 义， 一 个 理 妞 的U p c 应 具 各 以 下 特点 : 1) 为 了 保 护 网 络 资 派 不 被 过 多 地“ 盗 用 ” ， U
9、P c 应 与 实 际 的 业 务 铆 尽 可 能 地 接 近 ， 但uPc 必 须 是 在网 络服务提供者的 控制之下; 2) 对 每 条 活 动 的 连 接 的 业 务 流 都 要 进 行 实 时 地眼 控 制 ， 因 此uFc 必 须 快 速 、 简 单 、 有 效 ， 最 好 能 用 砚 件 实 现. 终 端 可以 在 不同 的 接口 入 网 ， 因 此U p c 擂 要 标 准 化 3) 理 想 的U p c 对 于 那 些 “ 守 法” 的 连 接 应 该 是 透 明 的 ， 不 能 对 它 们 采 取 任 何 . 管 措 施 ， 而 对 那 些违约的连接应该及时有效 地采取苦管措
10、施: 4) 眠 应 该 与 业 务 类 型 无 关 ， 对 于 不 同 类 型 的 业 务 要 自 适 应 地 调 整 参 数 设 里 : 5) 终 端 内 应 该 可 以 对眠 进 行 仿 真 ， 以 使 终 端 能 够 充 分 利 用 网 络 分 配 给 它 的 资 源 ， 也 使 终 端 能 够 知道网络采取的.管措施是否合理。 3 3 1 J p c 对业务 流的.管措施 洲犯 一一甲 下花 犷 一 丁 丁一 一 甲丁 了葡 蒸 刁 厂不 目 前，已 有多种业务苦管方法，这些大多是针对业务流的 平均速率、峰值速率、和峰值待续时间这 三个参数实现苦管的。 3 东1漏桶算法压 。 吐 y
11、B 仪 k 曰A 堪 面th m ) 漏桶算法的思想是当 任何一个信元进入网络时，一定要从令牌池中 取得一个令牌。 令牌以 固定速率 R产生，井且放在令牌池中， 令牌池容纽为M个令牌。 信元到达时， 如果令牌池中无令牌， 该信元就被 丢弃。为改善月捅系统的丢失率性能， 漏桶前面加一个信元缓冲器， 其容t为B个信元。 这样， 如果信 、 元 到 达 拐 桶 而 令 牌 池 中 无 令 牌 ， 只 要 缓 冲 器 未 满 即 可 在 级 冲 器 中 排 队 等 待 泥桶算法既可对V C进行业务流苦管， 也可对V P 进行苦管。 J山 . 1 众 含 J 1 3 2跳窗 技术( J 助 叩 加 g
12、w 让 目 叫) 跳窗技术允许在T 时间间隔内 进入网 络的 信元数最多为m 。 其中T就是所谓的窗口 大小。 这种技术 将时间轴划分成一个个连续的固定长度的时间间隔T .网络在T时间内 最多只能接受m个倍元入网， 其 余信元被丢弃或被 打上违 约标 志 (cL 件1) . 因 此， 实际 进入网 络的 业务流 t不 超过口 汀. 实际 上， 当m = 时， 卜I IR时， 跳窗技术就演变成派桶算法. 3 J 3触发 跳窗 技术 仃 绍. 耐 J UInp in g 从 七 记 O w ) 在跳窗技术中， 窗口 所对应的是时间轴上一个个连续的时间段。而窗口 的起始是与倍元到达奄不相 千的。在触
13、发跳窗技术中，窗口 的起始是受信元到达这一事件触发的。 如果信源有信元入网，则开始一 个长度为T的窗口。窗口 结束时，如果信派无信元入网，则延迟下一窗口 的开始，等到有信元入网时， 才开始下一窗口。 所以， 在时间 轴上，窗口 井不是连续的。 这种方案区别于跳窗技术之处在于， 在每个窗口内允许进入网络的信元数不是固定的。根据前几个 窗口内 入网的信元数，自 适应地调整本次窗口 允许入网的信元数，以 期能快速灵敬地根据业务流来调整 ，管参数。 上述几 种U p C 监 侧的 性能井不 一致. 相同 的业 务流， 用不同 的U p C ， 甚至用相同 的U PC( 如 起点 不 同 的 跳窗技 术
14、殊管侧， 都 可能 有不同的 .管效果。 严格地说， 上述监侧方法都不完全浦足U p c要求. 例如对守约信元不能做到完全透明，而对违约信元也不能做到 “ 一网打尽” 等。为了提商监控性能， 需 对上述荃本的U P C 监控技术作进一步提高。 衣 U P C 技 术对 违 约 信 元 采取的 替 管指旅 一旦U P C 监 侧 到某个 用户 连接 上有违约 信元， 就要对该连 接采取价管 措施. ，管描摘 有 . 二 1) 违 约 信元 甚至 是 该连 接 上 所有 信 元， 这 是 对 违 约 连 接 最直 接也 是 最 严厉 的 惩罚， 但 它 也欠 合 理. 因为 现有的 业务 参数 如
15、峰 值速率、 平均 速率和突发强 度等还不 足以 完全描述业务 铆的 统 计特性. 而且在呼叫 建立 阶段这些今孩不一 定能 准确知道， 即 使知道， 有些 参数在到达，管机 侧前还有 可能变化， 例如一群用户通过本地L A N接入A I 丫 网， L A N带来的时延抖动会形晌业务参数。 这些都有可能 造成 对遵守业务合同的 用户连 接进行误.管; 匆 ， 卉 .、1沪 了、了月产/ 季里 店丢 于 。 飞 嘴书卜 个 标 记 ( 即 伯 元 头 的( 工 P tl) ， 交 换节 点 在网 络 及 生 拥 鑫 时 丢 弃 丢 弃 这 些 抽 元. 尸卜飞气、，、 且招， 这 对过的 俏元的
16、处 理要宽松一 些。 它 共求网 络能 够区分 标记和 未标记信元， 这会场 加网 络负.， 日并 会便 某些 用户“ 盗 用， 网 络 带宽 月退: 3) 笼退 妞的 合元以 平 活 业务 特性。 它 据 要 一 个 相当 大的 粗 冲区， 并 增加了 端 到端的 时 死。同 样 它 也会位 某璧 用户能 够“ 盗 用，网 络资 ，: 4) 通侧哪摊法迭 组 率 。 它 的 缺 点 是 反 应 太 祖 ， 不 能 及 时 地 保 护 已 有 连 接 的 服 务 质 皿 . 对违 约伯 元 采取奋管 描 旅是U p C的 一个 盆 要步.，它直 接形响 到A l .M网 络流 皿控侧的 性能. 为了 朴上 途 . 甘 抽 . 存 在 的 缺 陷 ， 提 高峨 的 性 能 ， 常 用 的 方 法 是 先 让 业 务 流 经 过 成 型 锐 呵 面 目 ， 再 进 行 U p C控侧. 成型的 方法有 两种:一 种是先扭 存用 户 业务流， 再以 一 个较平 拐的
