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1、.月，. ， 9 9 青岛一 际计算机会议论文集 一种新的A 丁 M 广域网A B R 流量控制策略 r te ,伟余镇危 0 N矿业天学北京校区，1 0 0 0 8 3 ) 摘 要 木文简要介绍了A T M网 络A B R业务 流量控制的 源起，分类以及R B M流控策略的发展演化， 在此基础 卜 分析了 现有方法的不足，提出了 种面向 拥塞区域的新的流控黄略，并进行了 V I 单分析和模拟， 指出该方 法 在 W A N环境下具有可行性，且有进 一 步优化的可能 关键词A T M A B R 流量控制 A Ne w S c h e me f o r ABR S e r v i c e i
2、n A T M WAN We i Ha n Y u Z h e n we i C h in a U n i v e r s i1 v o f M i n i n g 拥塞回避是 一 种实时的控制机制， 已可在网络 过载期间避免拥塞和从轩度拥塞， 士 ， 恢复，常丁 _ 作在 非拥塞区域和轻度拥塞区域之问，或整个轻度拥塞 区域;拥塞恢复是当网络严F 拥塞时，通过些措 施以防发生拥塞崩i l i 现有的许多种 A B R流控方法，多着眼于拥塞 问避，即当发生拥塞时向源结点通报，源结点再相 应减小信元发送速 率，对拥塞管理和拥塞恢复着力 不多，特别是拥塞管理试图确保网络避免经历拥 塞，对防范拥塞于未
3、然具有重要作用。为此，我们 提出了一 种新的墓干时间戳的面问 拥塞区域的具有 预 测功能的 流控 方:祀 所谓“ 时间 戳” (t i m e s t a m p , 简称1 S ) , x指在R M信元上增7 I 一 T S 域，当 源 结点发送 R M信n时，即将当前时间填写于T S 域 护 ， R M 信元往返一周卜 到源结点时， 源结点 将可 根据前后两个 R M 信元往返时间的变化确定当前 网 络处于 何种拥塞区域，从而采取不同的 拥塞控制 方法。 现将该法详述如卜 。 假设 源结点发 送第i 个R M信元 ( R M i ) 时的时 刻为t o m ( i ) , R M i 信元
4、回到N结点的时刻为G u ( i 1 , 则R Mi 信元社返网 络一周的时间T ， 为:T i =t i n ( i ) 一 t n u d i ) 对于 前后两个R M 信元 R M ， 与R Mi - i ,其往 返时It ,J 分别为I ， ，T ，一 1 ，则L T , = T i 一 : 、 一 1 源结点、终结点和交换结点的协议如下: 源结点每隔 N r m个数据信元发送一个 R M信 元，并在 T S域中标注尘 . 前时刻 t - t , R M 的 C I ( C o n g e s t i o n I d e n t i fi e r ) 域置0 ; 在未 收到R M信元
5、之前，每隔个N r m数据信元 将A C R减小一定量; 当 接收到返回的R M信元后，得到往返时间: =t i n 一 tom ， 将 : 减去上一 个 R M 信元的往返时间得到 A r 同时检测返回的R M信元的C I 域，以确定 A C R值: 当A T 0 ，且 C I = 1 ， 表明网络已发生轻度拥 塞，且拥塞还在加重，应继续减小A C R 若超过巾a 7 T ( T可设为 1 0 : ) 还收不到R M信 元，表明网络处于严重拥塞区域，建议应乘式减小 ACR 任何时候均须P C R A C R MC R交换结点设队 列长 度阀值Q H , Q L , 当队列长 度Q Q H 时
6、，结点处于严重拥塞区， 将前向R M信元的C I 域置 1 ，丢弃后向R M信元 当Q Q Q L 时，结点处于轻度拥塞区， 将后 向R M信元的C I 域置 1 终结点接收到R M信元后， 检测其C I 域，若 C I = O ，立即将其转发回源结点，否则将其丢弃。 的拥塞区域区别开来，进而采取不同的方法调整 A C R . 4 . 分析和模拟 一般地， A C R与队 列长 度Q随时间 变化的函 数 A C R ( t ) 与 Q ( t ) 具有如图四( 见 2 1 ) 所示的关系， 图 中 t l ,t 2 , t 3 时间段分别 表示轻度拥塞区，严重拥塞区， 非拥塞区。在t l 向t
7、 2 过渡的过程中， A C R是逐渐 增大的，网 络负载加重，4 T 0 , 此时后向的 R M 信元 将被置C I 域; 在t 2 段， 在Q 达到 峰值之前， 源结点的降低了 速率的 信元还未到达，网 络负载还 继续加重，A T 0 ，峰值之后，源结点由于收到 网络拥塞的信息降低信元发送率， A C R渐趋减小， 网络负载减轻，4 T 0 , 此阶段，前向 R M 信元均 被将被置 C I 域;在 t 2向t l 过渡的过程中，A C R 继续减小，网络从严重 拥塞中恢复过来，A r 0 , 此时后向的R M信元将被置C I 域;在0段， 持续 的 A C R的降低使网 络进入非拥塞区，
8、A T 0 。采 取上一部分所提出的 T S方法，就可以将网络所处 图 3 模型 随后，笔者进行了 模拟，建立模拟 W A N环境 下的仿真模型， 如图 三所示， 源结点 S l 和 S 2分 别向 终结点D发送信元， Si与S 2 具有完全相同的 参数P C R , M C R , I C R等，Si与S 2 将具有完全相 同的动作，S 1 与D间建立虚链路 V C I , S 2与D 间建立虚链路V C 2 , V C 1 与V C 2 共用瓶颈信道B B , 其带宽为B W，其间通过交换机 S W. 假定交换机 的队列为F I F O 的 单一队列。其各项参数设定为: B B = 5 0
9、 0 1 m i ,L I = L 2 = 5 0 1 n n , N r m = 3 1 , B W= 5 0 Mb p s , P C R = 5 0 M b p s ,M C R = 1 M b p s , I C R = I O M b p s 源结点 在 各拥塞区域的 动作均采用建议推荐的方法， 其中 乘 式减小采用A C R = m a x ( A C R X M D F ,M C R ) ,M D F 是 A CR ( I ) R 万C B卜伽QLO 图4 队列长度与A C R 的关系 . 石 0 3. 一! ， 9 9 青岛一际计算机会议论 文集 一 T S 二 二二一 二 一
10、一 一， 一二 石P R C介 一司 |习 阳胡卿叨神功 链路利用率 饰. 1 二， 5 . 时问( m s e c ) 图5 一条链路的利用率 信元倍减因子， 加式增加采用A C R = m i n ( A C R + A I R , P C R ) , A I R是速率增加量， 在未收到R M信元之前， 源结点均按照 A C R = m a x ( A C R - A D R , M C R ) 降低发 送速率，A D R 为递减因 I . 其中，MD F = 3 / 4 , A I R = 0 .0 0 5 M h p s , , A D R = 0 0 M b p s并比 较相同条 件
11、下，E P R C A法与 T S法链路利用率的高低，如 图五 所示( 由于 峰值曲 线图中T S曲线与E P R C A曲 线交叠在一起不易分清，该图是采样后经过平滑处 理过的) ，川见T S 法一条链路的利用率可达到4 7 % 左右，两条链路之和为 9 4 %接近理论最大值 9 7 % ( 这是除去 R M 信元所占带宽后的A 论最大 值) 。I( ij E P R C A法最大只能 达到4 5 % 左右。同时， T S 法也比E P R C A法旱 收敛到稳定速率， 显然， T S 法较优 5 .结 论 T S法在充分利用链路方而具有较明显的优 势，这表明针对网络处于小同的佣塞区域采取不
12、同 的控制力法具有可行性当然，丁 s 法并非不能与 以前各法并存，实际上当检测出网络处十轻 度拥塞区域时，完全可按照其他 A B R流控策略采 取动作，从这个角度来说，T S法 更象一个网络状 态探测法，更多的是一 种思想，即区别对待网络的 当前状态， 这也是T S 法有可能进一步完善的原因 实际上，A T M 网络的一大特点就是具有精细的流 量拧制。 采取授单的流控方式是不能满足用户对网 络日新月异的要求的，迫t ; 需要发展史有效的流控 方式 此外，A B R业务的另一个特点是在各 A B R 源之间公平共亨剩余带赛，在现在的这个 T S方案 还不能很好地处理这个问 题, 这有待进一步研究
13、。 参考文献 I I I杨宗S L . A T M理论及应I f , N安电7 科技大学，1 9 9 6 .8 . 1 2 H .D h s a k i , M .M u r a ia , H .S u z u k i , m d H . M iy a h a r a , A n a l y s i s o f R a t e - b as e d C o n g e s t io n C o n tr o l M e t h o d s in A T M N e t w o r k s G L O B E C O M 9 5 , 1 9 9 5 3 T r a ff i c M a n a
14、g e m e n t S p e c i f ic a t i o n V e r s i o n 4 .0 . A T M F o m i n / a f - t m - 0 0 5 6 .0 0 0 ,A p r i l , l 9 9 6 . 4 K e r r y W.F e n d ic k ,A T f a g g QA v a i l a b l e B i t R a t e - A N e w S e r v i c e f o r A T M. C o m p u t e 一 N e t w o r k s a n d I S D N S y s t e m s , 1
15、9 9 6 ,2 8 ( 5 ) . 6 C h e n T M, L i u S S , S a m a l a m V K , T h e A v a il a b l e B i t R a t t S e r v i c e f o r Da t a i n A T M Ne t wo r k s , EE E Co mmu n i c a ti o n s . M a g a z i n e , 1 9 9 6 ( 5 ) . 7 R . K r i s h n a n ,R a t e - b a s e d C o n t r o l S c h e m e s f o r A
16、B R t r a ffi c D e s ig n p r i n c i p l e s a n d p e r f o r m a n c e c o m p a r i s o n , C o m p u t e i N e t w o r k s & I S D N S y s t e m s , 1 9 9 7 ( 2 9 ) . 8 1 Y A . P i t s i l l i d e s , G . S e k e r c i o g l u . m a m u r th y R a E f f e c ti v e c o n tr o l o f tr a f f i c fl o w i n A T M n e t w o r k s u s i n g f u z z y e x p l i c i t r a t e m a r k in g ,EE E J o u r n a l o n S e le c t e d A r e a s i n C o
