ATM網(wǎng)的流量控制和擁塞控制

ATM采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，有限的網(wǎng)絡(luò)資源決定了網(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)中的業(yè)務(wù)流量超過它能支持的限度，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量就會(huì)變差，如導(dǎo)致時(shí)延增加、丟失增加。為了保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，ATM網(wǎng)必須要有相應(yīng)的流量控制和擁塞控制機(jī)制。

本模塊介紹ATM網(wǎng)的流量控制和擁塞控制機(jī)制。

一、流量控制

流量控制的目的：

業(yè)務(wù)流量控制就是要對(duì)用戶使用網(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)荷超過網(wǎng)絡(luò)容量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量仍處于可接受的水平。

衡量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)有時(shí)延、包丟失率等。

1、基本的流量控制功能

ATM網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)流量管理和控制的基本方法：

呼叫接納控制（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，決定是否接受這個(gè)呼叫。

用法參數(shù)控制/網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制（UPC/NPC）

用法參數(shù)控制（UPC）和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制（NPC）分別在UNI和NNI上進(jìn)行，它們是通信過程中網(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，為這個(gè)呼叫分配一定的帶寬。這個(gè)帶寬是所有連接共享的，而且各個(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。

2、附加的流量控制功能

附加的流量控制功能可以支持、補(bǔ)充CAC和UPC/NPC的操作，主要包括：

優(yōu)先級(jí)控制（CLP Control）

業(yè)務(wù)流整形（TS）

網(wǎng)絡(luò)資源管理（NRM）

反饋控制（FC）等

二、擁塞控制

1、擁塞的概念及產(chǎn)生原因

擁塞是一種不正常的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，用戶提供給網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載接近或超過了網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)極限，從而不能保證用戶所需的服務(wù)質(zhì)量（QoS），這種現(xiàn)象主要由網(wǎng)絡(luò)資源受限或突然出現(xiàn)故障所致。

造成ATM擁塞的網(wǎng)絡(luò)資源（稱為瓶頸或擁塞點(diǎn)）一般包括：

交換機(jī)輸入/輸出端口

緩沖器

傳輸鏈路

ATM適配層處理器

呼叫接納控制（CAC）器等

2、擁塞控制機(jī)制

ATM網(wǎng)絡(luò)必須既要處理由于大于系統(tǒng)處理能力的通信量而引起的長期擁塞，又要處理由于通信中的突發(fā)性傳輸而引起的短期擁塞。

理想的擁塞控制機(jī)制是，在不發(fā)生擁塞的情況下，使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增加到瓶頸資源的邊緣并維持不變，從而最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。

根據(jù)擁塞程度不同，擁塞控制分為3個(gè)層次：

　　擁塞管理

在非擁塞區(qū)域，擁塞管理工作的目的是確保網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不要進(jìn)入擁塞區(qū)域。這種控制策略包括資源分配、廢棄型UPC、完全預(yù)約或絕對(duì)保證的CAC以及網(wǎng)絡(luò)工程。

擁塞回避

擁塞回避是實(shí)時(shí)的控制機(jī)制，它可在網(wǎng)絡(luò)過載期間避免擁塞和從擁塞中恢復(fù)。如某些節(jié)點(diǎn)或鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，就需要這種機(jī)制。擁塞回避程序通常工作在非擁塞區(qū)域和輕度擁塞區(qū)域之間，或整個(gè)輕度擁塞區(qū)域內(nèi)。擁塞回避機(jī)制包括前向擁塞通知（ECN）、UPC、過預(yù)約CAC、阻塞式CAC、基于窗速率信譽(yù)的流量控制。

　　擁塞恢復(fù)

擁塞恢復(fù)程序可以避免降低網(wǎng)絡(luò)已向用戶承諾的業(yè)務(wù)質(zhì)量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)因擁塞開始產(chǎn)生嚴(yán)重的丟失或急劇增加時(shí)延時(shí)，啟動(dòng)該擁塞恢復(fù)程序。擁塞恢復(fù)包括選擇性信元廢棄、UPC參數(shù)的動(dòng)態(tài)設(shè)置，嚴(yán)重丟失驅(qū)動(dòng)的反饋或斷連等。

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