通信专业传输与接入考试培训流量控制

  9.5.2  流量控制
  ATM采用统计复用，有限的网络资源(信道带宽、节点中缓存器容量等)决定了网络所能支持的连接和接受的业务流量是有限的。当网络中的连接数目和业务流量超过它能支持的限度，网络的服务质量会变差，如时延增加、丢失增加。业务流量控制(Traffic Control)就是要对用户利用网络资源加以控制，以使网络能处于正常工作状态，即使网络负荷超过网络容量时，网络的服务质量仍可处于可接受的水平。
  1．基本的流量控制功能
  呼叫接纳控制(CAC：Call Admission Control)和用法参数控制(UPC/NPC)是ATM网络中实现流量管理和控制的基本方法。
  1)  CAC
  CAC是在呼叫建立阶段网络所执行的一组操作，用以接受或拒绝一个ATM连接。用户在呼叫时，需要把自己的业务流特性和参数以及它要求的服务质量告知网络，网络根据资源被占用情况和用户提供的信息，在不降低已建立连接服务质量的前提下，决定是否接纳这个呼叫。
  描述业务流量的参数有：峰值信元速率(PCR：Peak Cell Rate)、平均信元速率(SCR：Sustainable Cell Rate)、突发度(Burstiness)、峰值持续时间(Peak Duration)等。
  连接所涉及的QoS参数有：呼叫控制参数，包括连接建立时间、连接释放时间、呼叫阻塞概率等；信元转移参数，包括误码率CER(Cell Error Ratio)、信元丢失率CLR(Cell Loss Ratio)、信元转移时延CTD(Cell Transfer Delay)、信元时延变化CDV等。
  2) 用法参数控制和网络参数控制
  用法参数控制(UPC：Usage Parameter Control)和网络参数控制(NPC：Network Parameter Control)分别在UNI和NNI上进行，它们是通信过程中网络执行的一系列操作。ATM网络在接纳呼叫入网后，给这个呼叫分配了一定的带宽。这个带宽是所有连接共享的，再加上各个业务速率变化很大，实际入网的业务流量有可能超过分配的带宽，因此，ATM网需要对业务流量进行监视和控制，保证业务流特性和网络分配的带宽相一致。
  常用的算法有漏桶算法和跳变窗技术。
  2．附加的流量控制功能
  附加的流量控制功能有优先级控制(CLP Control)、业务流整形(TS：Traffic Shaping)、网络资源管理(NRM：Network Resource Management)、反馈控制(FC：Feedback Control)等及其组合，可以支持和补充CAC和UPC/NPC的操作。
  1) 优先级控制
  当一个ATM连接应用户要求使用CLP功能时，网络资源被分配给CLP=0(高优先级)和CLP=1(低优先级)的业务流。通过对两种不同业务流的控制，分配足够的资源以及做出适当的路由选择，网络可以提供两种要求的QoS类型。
  如果网络侧选用优先级控制功能，那么在CLP=0业务流上由UPC/NPC控制所识别出的不一致的CLP=0的信元被转换成CLP=1的信元，并与原CLP=1的业务流合并。对已合并的CLP=1的业务流，由UPC/NPC将不一致的信元丢掉。
  2) 业务流整形
  根据排队理论，一个排队系统的服务性能不仅与服务时间分布、服务规则、缓存器长度有关，还与顾客到达的分布密度有关。在其他系统参数固定的情况下，顾客到达这一随机过程的统计特性越平滑，其服务质量就越好。在ATM网络中，业务流是高度突发的，其业务速率变化很大。因此，如果能适当地改善业务流进入网络的统计特性，无疑会改善业务的服务质量。业务流整形就是要完成这样的功能。
  可见业务流整形是一种机制，它能改变一个VCC或一个VPC上信元流的业务量特性，以使得业务流穿过UNI或NNI时与用户网络或网络内要求的流量特性保持一致，以最大程度地提高ATM网络的带宽资源利用率。
  业务流整形控制必须保证ATM连接的信元顺序完整性。
  3) 网络资源管理
  ATM网络节点中最重要的资源是缓冲空间和中继线带宽。简化中继线带宽管理的一种方法是利用虚通道VP。我们知道，VP可包含多个VC，VP信元只基于信头中的VPI部分进行中继。如果网络中的每个节点都是通过VPC相连的，那么在CAC决策中只需考虑可利用的VPC带宽。VPC可将多个VCC作为一个整体进行管理，这比管理单个VCC要容易得多。
  两种基本的管理带宽和缓冲资源的方法是：带宽预留和缓冲器预留。
  带宽预留是在端到端路由的每个中间节点上，逐节点申请预留带宽。所有中间节点带宽预留成功，并给出证实响应时，才可传送业务。
  对中间节点的缓存器资源管理是通过确保整个突发能够在节点缓冲，网络进而保证整个突发不被丢失。当每个突发到达节点时，节点检测和比较信元所要求的缓冲器(REQ BUF)长度和可利用的缓冲器空间。如果请求的缓冲器长度大于可利用的缓冲器空间，则不受理整个突发；反之，受理整个突发。
  4) 反馈控制(FC)
  反馈控制是网络和用户所采取的一套操作，这些操作根据网络单元的状态来调节ATM连接的业务流量。反馈控制过程与业务类型有关。反馈控制的方法有前向拥塞通知(FCN：Forward Congestion Notification)和反向拥塞通知(BCN：Backward Congestion Notification)两类。

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