（通信与信息系统专业论文）弹性分组环多业务区分研究.pdf

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 弹性分组环( r p r ) 是先进的针对分组优化的光传输技术， 它结合了以 太网的简单、 经济性和s d h i s o n e t 的可靠性，是新一代城域网 组网的发展趋势。 r p r位于o r数据链路层的媒体接入控制 ( ma c )层。本文从整体上给出了r p r ma c的模块设计， 该ma c与客户端和物理层之间的接口; 在此基础上阐述了r p r数 据通道模型，分析了该模型的结构、 帧收发处理流程、整形器原理以及r p r中简单将 业务分为c i a s s a . c i a s s b和c i a s s c三种服务类型的业务区分方法。 r p r在对流量特性的描述上过于简化，业务区分粒度过粗，在多业务区分上的支 持不足， 难于同其它支持多等级服务质量 ( q o s ) 的网 络互连互通， 处理能力和效果不 佳。针对该问题，本文在分析当前多业务区分领域研究的基础上，提出了改进的动态 级别选择一比例时延区分 ( d c s - p d d) 这一多业务区分算法，该算法能有效解决r p r 业务区分粒度太粗的问题，同时可有效解决r p r中空间调度对高队列号业务服务不公 平和对跨环多业务区分支持不足的问题。论文详细阐述了其中的两个关键算法: d c s 和p d d o 为了 有效提供多 业务区分的配置、 管理和维护工作， 本文提出了 将多业务环( m s r ) 作为r p r客户端以完善r p r的建议 ms r处于o s i 数据链路层的逻辑链路控制( l l c ) 层，它有效引入了支路这一概念，并通过配置的方式完成业务的实施。本文后半部分 着重分析了基于r p r的ms r站点结构，客户端接口，ms r - r p r的多支路业务组成、 多支路业务类型和多支路业务的提供，同时比 较分析了m s r - r p r相对r p r在多 业务 区分和组网方面的优势。 关键词:弹性分组环; 比例时延区分; 服务质量; 多业务环 动态级别选择; 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ab s t r a c t r e s i l i e n t p a c k e t r i n g ( r p r ) i s a n e w p a c k e t b a s e d l a y e r 2 a c c e s s t e c h n o l o g y . i t c o n c e n t r a t e s a d v a n t a g e s o f e t h e r n e t s s i m p l ic i t y a n d c o s t - e ff e c t i v e n e s s a n d s d i -i / s o n e t s r e l i a b i l i t y , a n d i t i s a t r e n d a n d s h i n i n g t e c h n o l o g y f o r m e t r o p o l i t a n a r e a n e t w o r k s ( m a n ) . r p r i s l o c a t e d i n t h e me d i a a c c e s s c o n t r o l ( ma c ) o f o s i s d a t a l i n k l a y e r . a n in t r o d u c t i o n t o t h e m o d u l e r d e s i g n o f r p r m a c i s g i v e n a n d in t e r f a c e s b e t w e e n r p r m a c a n d it s c l i e n t a n d t h o s e b e t w e e n r p r ma c a n d p h y s i c a l l a y e r a r e i n t r o d u c e d . d a t a p a t h m o d e l o f r p r i s i l lu s t r a t e d i n t h e f o l l o w i n g p a p e r . s e v e r a l c o m p o n e n t s a r e d is c u s s e d , in c l u d i n g s t r u c t u r e o f t h e m o d e l , ma c f r a m e r e c e i v e r a n d t r a n s m i tt e r , t h e o ry o f r p r s h a p e r a n d t h e s i m p l e m e t h o d t h a t s e r v i c e s i n r p r a r e c l a s s i f i e d o n l y t h r e e t y p e s i n c l u d i n g c l a s s a , c l a s s b a n d c l a s s c f o r s e r v i c e d i ff e r e n t i a t i o n . b a s e d o n t h e s t u d y o f r p r d a t a p a t h , w e f i n d t h a t r p r h a s s o m e s h o r t a g e s s u c h a s t h e c o a r s e g r a n u l a r i t y in s e r v i c e d i f f e r e n t i a t i o n a n d d e f i c i e n c i e s o f s u p p o rt i n g m u l t i p l e s e r v i c e s d i f f e r e n t i a t i o n , w h i c h c a u s e s r p r i s i n c o n v e n i e n c e t o i n t e r o p e r a t e w i t h o t h e r n e t w o r k t h a t s u p p o rt q o s o f m u l t i p l e s e r v i c e s . a i m e d a t t h i s p o i n t , a n i m p r o v e d s e r v i c e d i f f e r e n t i a t i o n a lg o r it h m i s c r e a t e d , n a m e d d y n a m i cd a s s s e l e c t - p ro p o rt io n a l d e l a y d if f e r e n t i a t io n ( d c s - p d d ) . t h i s a lg o r it h m c a n e f f e c t i v e l y s o lv e p r o b l e m s s u c h a s t h e c o a r s e g r a n u la r ity in s e r v i c e d i f f e r e n t i a t io n , u n f a i rn e s s t o h i g h e r n u m b e r e d q u e u e s l e a d e d b y s p a t i a l s c h e d u l i n g a n d d e fi c i e n c y o f m u l t i p l e s e r v i c e s s u p p o r t f o r t r a f f i c a c r o s s r i n g s . e x p l a n a t i o n o f d c s a n d p d d a r e i n t r o d u c e d i n t h e f o l l o w i n g p a p e r . i n o r d e r t o e f f e c t i v e l y p r o v i d e . c o n f i g u r a t i o n , m a n a g e m e n t a n d m a in t e n a n c e o f m u l t i p l e s e r v i c e s d i ff e r e n t i a t i o n , a s u g g e s t i o n t h a t u s i n g m s r a s a c l i e n t t o r p r i s b r o u g h t f o r w a r d . m s r i s l o c a t e d i n t h e l o g i c a l l in k c o n t r o l ( l l c ) o f o s i s d a t a l i n k l a y e r , w h i c h g i v e s t h e c o n c e p t o f t r i b u t a ry a n d u s e s c o n fi g u r a t i o n s f o r t h e t r ib u t a ry s e r v i c e s p r o v i s i o n . r p r b a s e d m s r i s e m p h a s i z e d i n t h e s e c o n d p a r t o f t h i s p a p e r i n c l u d i n g i n t e r f a c e s b e t w e e n m s r a n d i t s c l i e n t , s t a t i o n s t r u c t u r e o f ms r , p o l i c i n g a n d s e c u r i t y o f t r i b u t a ry. a t l a s t , c o m p a r is o n s b e t w e e n ms r - r p r a n d r p r i s g i v e n a n d c o n c l u s i o n s t h a t t h e f o r m e r i s b e tt e r t h a n t h e l a tt e r n o t o n l y a t t h e m u l t i p l e s e r v i c e s d i f f e r e n t i a t i o n b u t a l s o a t t h e n e t w o r k c o n s t r u c t i o n a r e b r o u g h t f o r w a r d k e y w o r d s : r e s i l i e n t p a c k e t r i n g ; q u a l i t y o f s e r v i c e ; p r o p o r t i o n a l d e l a y d i f f e r e n t i a t i o n ; d y n a m i c c l a s s s e l e c t ; mu l t i p l e s e r v i c e s r i n g 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除文中己 经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 于 i o v y ll 日 期:y o o (p年w月 1 7日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了 解学校有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密吼 ( 请在以上方框内打 “j ) 学 位 论 文 作 者 签 名 :沐曦 武 沪 日 期 : 娜哟三 q- 月门 日 指 ” 教 师 签 “ :钟平 日 期 e 户 明 弃 0 月 l , 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ， 绪论 1 . 1 引言 宽带多业务城域网建设是当前网络建设中的一个重点和热点。 为解决多年来多种通 信网 络并存而导致的网络效率低、网 络层次复杂、建网成本高等诸多问 题， 实现电 话 网、有线电视网和计算机网的 “ 三网合一”，人们一直在孜孜不倦地刻苦探索，但收 效 甚 微 n 1 。 如 近期 提出 的多 业 务 传输 平台( m s t p ) ， 其 主 要的 思 想是 提 供 一个 支 持多 种协议、多种业务接口 的二层传输平台。m s t p结构中， 往往通过接口 和协议间的映 射或适配以 达到不同设备和业务之间融合的目 的， 网络效率极低z 1 从技术上来说，用于 ms t p的千兆以 太网技术虽然继承了以太网众多的优越性， 如 简 单、 经 济， 但 在可 靠 性 等 方 面 仍 有 缺 憾3 1 。 而s d h / s o n e t 技 术虽 然可 在 光 纤中 断 或设备发生故障时提供小于5 0 m s 的高可靠保护机制， 但它须有5 0 % 带宽预留， 业务传 输时独占 带宽， 链路利用率 较低a 1 r p r正是针对早期ms t p的缺点;为优化城域网拓扑环上数据包的传输而提出。 它适应了宽带多业务城域网建设的需求，简化了 传统ms t p的层次结构，是新一代多 业务 传输技 术一 个的亮点， 与n g n , 3 g同时 被列为电 信网 络未来发展的 主要 方向 5 1 r p r是先进的针对分组优化的 双环光传输技术，它结合了以 太网的简单、经济性 和s d h / s o n e t 的 可 靠 性 ， 有 如 乍 优 势 : 7 带宽效率:传统的s d h / s o n e t网络需要环带宽的5 0 %作为保护，r p r则不然， 它可利用两个反向旋转的环来传输数据。 利用空间重用技术， 一根光纤环上可以分 段 传 输 数 据 ， 两 根 光 笋 上 可 以 同 时 传 输 数 据 ， 提高了 带宽的利用率 ( 6 1 。 同时， 利用 公平接入机制， 把环上的整个带宽作为一个全局资源分配给用户， 使环上每一个用 户能够公平的使用带宽。 汾 可靠性: r p r具有5 0 m s 的业务保护机制， 提供电 信级的 服务质量保证。目 前正在 研究采用 “ 环回”或者“ 绕开， 的方法来避免发生的故障。 采用“ 环回” 时， 和故 障邻近的节点会把一个环上的业务环回到另一个环上， 这种方法使数据流在经过很 长一段路径后到达目的节点，但仍会保持连通性。 “ 绕开”这种方法实际上是让数 据流掉转方向， 通过一段路径后到达目的节点。 当故障发生在节点旁边时， 可以将 这两种方法联合起来使用， 先 “ 环回” ，一定时间再 “ 绕开” 7 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 简单的业务提供:r p r中的分布式接入、快速保护和自 动拓扑维护为节点的快速 插入和删除提供了即插即用机制。r p r是一种在环内共享使用带宽的分组交换技 术， 每一个节点都知道环的可用容量。 在传统的电路交换模式下， 需要全网格点到 点型连接，而r p r只需要一个与环的业务连接，这样就大大简化了业务实施时的 1作量 s l 用一句话概括之: r p r在环路带宽双向 可用的情况下， 具有5 0 m s 环保护机制和即 插即 用机制，业务实施简单。 目前中国的各大电信运营商包括中国电信、 联通、网通、 移动、 吉通都把宽带城域 网的建设作为各自 发展的主要方向:除此之外，一些新兴的运营商也在全国范围或本 地范围不遗余力的推广宽带城域网;在沿海经济发达省份，一些新兴的运营商已经建 成了一些宽带城域网。 中国网通已经在广州等部分城市采用了r p r的城域网平台。相信随着城域网的建 设和r p r标准化工作的进行。 综合多种传输技术优势的r p r会成为组建下一代高速光 纤城域网的首选技术。 1 .2 r p r的标准化工作 r p r协议概念的提出是由 市场方面的需求而推动的。因此，r p r一经提出， 便受 到各方面的重视.在很短的时间内，多个国际标准化组织相应成立相关工作组， 进行 标准化工作，同时将多厂家间设备互通作为一个重要的议程. 现在， 在国际方面， 有4 个国际组织在进行r p r的 标准化 工作， 包括i e e e , r p r联盟、 i t u - t , i e t f ， 这4 个 组织间互相协作，各有分工s ,t o 1 i e e e 8 0 2 . 1 7 : r e s i l i e n t p a c k e t r i n g wo r k i n g g r o u p ( r p r wg ) r p r wg负责r p r 相关基本协议的 标准化工作。 i e e e 从2 0 0 0 年初就开始关于r p r 的论证工作， 在汇总众多 投备制造商和电 信服务供应商意见和建议的基础上， 于2 0 0 1 年 1 1 月正式成立i e e e 8 0 2 . 1 7弹性分组数据环工作组，开始进行标准化工作。 现在己 形成r p r草案的3 .0 版本。 i e t f : i p o v e r r e s i l i e n t p a c k e t r i n g w o r k i n g g r o u p ( i p o r p r ) i e t f 于2 0 0 0 年 1 2 月正式成立了i p o r p r工作组， 研究r p r如何同动态路由协议 以及mp l s 相结合，并制定多厂家互通标准。 r p r联盟:r e s i l i e n t p a c k e t r i n g a l l i a n c e 2 0 0 0 年 1 月， l u m i n o u s , l a n t e rn , r i v e r s t o n e , c y r a s , d y n a r c 等新兴通信公司， 以 及c i s c o , n o r t e l 等大通信公司成立了r p r联盟。其工作目 标在于支持i e e e 8 0 2 . 1 7 .2- 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 工作组的工作， 促进r p r技术规范的制定， 加速r p r产品的推广过程， 侧重于多厂家 互通标准制定及互通演示工作，致力于电信界对r p r的认知和推广工作。 i t u -t : xms r wo r k i n g g r o u p xms r解决方案理念与8 0 2 . 1 7 类似， 它侧重于r p r客户端的研究。 现双方正通力 合作进行xms r的标准化工作， 目 前已取得阶段性成果， 并形成ms r相关草案x . 8 7 . 1 .3多业务区分相关的 研究 数据通道模型一直是r p r研究的一个重点和热点，而多业务区分研究一直是数据 通道中的一个重要分支。 c i s c o 是最早开展r p r模型研究工作的公司之一， 并研制出了动态分组传输( d p t ) 技术， 它采用的是r f c 2 8 9 2 建议的 空间 重用协议 ( s r p ) 模型 1 . d p t 规定使用高 低 两种业务区分类型，网络层的业务被映射成这两种优先级的帧，进入相应队列等待调 度服务。 调度过程先服务高优先级队列， 再服务低优先级队列。 d p t的处理方式简单， 但仅用两种优先级来区分各种业务特性信息明显不足。 l u m i n o u s 等 新 兴 公 司 也 推 出 了 具 有 自 e己 特 色 的 弹 性 分 组 传 输( r p t ) 模 型 ( 12 ) . r p t 在多 业 务 区 分 上， 相 对d p t 有一 定改 进， 使 用 加速 转发、 保 证转 发 和尽力 而 为 三 种 业 务类型， 但对于类型丰富的网络应用 来说， 三种类型仍不能很好的描述业务 特性。 i e e e 8 0 2 . 1 7 定义的r p r模型与r p t类似， 将业务分为三类， 在对流量特性的描述上过于简 化，不能充分表现业务特性，处理能力和效果不佳。 i p 支持的网络中， 也有多方面的业务区分研究， 它们多集中在q o s 的 研究上。目 前，i p网络上多媒体业务的出现对 i p环境中的服务质量提出了更高的要求。i n t e rn e t 上的分组话音和传真业务极大地降低了成本，使通信产业发生了彻底的变化。所有这 些实时多媒体应用所需要的q o s 远比目 前i n t e rn e t 可以 提供的尽力而为 ( b e )的 服务 等 级 保 证要高。 商 业客 户 性安 全性、 可 预测性、 可 测 量 性等方 面 得到 保证 之前， 还不 大可能把数据、 话音和多媒体应用等关键业务放到公用i p 网 络上。 i p q o s就是在这种 环境下应运而生的。 i p q o s 是指i p 的 服务质量， 也是指i p 数据流通过网 络时的性能。 它的目 的就是向 用户提供端到端的服务质量保证。它有一套度量指标，包括业务的呼损率、时延、抖 动、和丢包率以及链路吞吐量等。 i p q o s 在可预见、 可测量性方面比 传统 i p 有了 很大的 提高， 基本解决了商业用户 的基本需求，因而势必可以吸引更多的商业用户，形成一个新的利润增长点，带来可 增值的业务种类. 因此， i p q o s 已 成为网络基础研究的一个重点， 也是未来i p网络发 一 3 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 二 二 二 = . . . 二 留 二 二 二 目 . 二 展的关 键技术， 因为1 p q o s 是i p 网 络增加服务内 容、 提高 服务质量的关 键技术， 也 是 未来网络运营商竞争的一个焦点【 1 3 ,1 4 迄今， 有两种 提供多业 务q o s保 证的网 络服务 模型 被提出: 综合服务 ( i n t s e r v ) 模型和区分服务 ( d i f f s e r v ) 模型。 i n t s e r v模型是基于资源预留的。每一个路由器必须提供为每一个流进行预留资源 的 能 力 1 15 ,16 。 有 数百 万 计 的 流 需 要 通 过 核 心 路由 器， 这 些 路由 器 必 须为 每 一 个 特 定 流 保存状态，这必将引起核心路由 器的升级性问题;另外，只有流所经过的所有路由器 都提供 i n t s e r v 功能，才能真正达到资源预留的目的。 这些带来实施 i n t s e r v 架构的现 实障碍。 而d i f f s e r v 中， 报文在边缘路由器上根据业务需求被分到不同的业务级别中， 核心 路由 器就根据报文的业务级别进行区分 ( 而不是基于每个流) 1 7 ,1 8 , 19 ,2 0 o d i f f s e r v 有几 个比 较好的特性:它避免了 i n t s e r v中的可升级性问题;它将报文分级和每一跳行为 ( p h b )的编码问题等放在了 边缘路由器处，核心路由器只需要比较简单的功能，从 而可以提高其转发报文的速率: d i f f s e r v 可以逐步实施， 一个由无d i f s e r v 功能路由 器 和有d i f f s e r v 功能路由器组成的异构网也可以 在链路拥塞时，提供一定的服务区分。 另 外， 如 近期 集中 众人目 光 焦点 的 多 协议 标 签交 换( m p l s ) 则 综 合了i n t s e r v 和 d i f s e r v 的 思想， 将组建的网 络分为 边缘和中 心， 边缘复杂， 中 心简单， 并 通 过定义 标 签 和 转发 等 价类 ( f e c ) 及 标 签 交换 路径 l s p ) 完 成其 对q o s 的 支持 2 17 局 域网中 也定义了i e e e 8 0 2 . 1 p / q ， 它对第二 层的以 太网 帧头加入了 优先级字段， 以区分不同的优先级2 2 1 1 .4本文主要研究内容及章节安排 光网络的发展日新月异， 原来用来传送i p 数据业务的方式已经发生了很大的变化。 r p r 作 为 光 网 络 中 封 装1 厂 数 据 业 务 的 一 种 新 兴 技 术， 自 提出 以 来， 便 受 到了 各 方 面的 关注。 但是，自r p r提出以来，相关研究众多，而其推向应用的速度仍然缓慢，大多数 电 信运营商以 及设备制造商对r p r 仍采取观望态度。 究其原因， 其中一个重要的因素 即 是r p r 对多 业 务区 分 和与 其 相关的q o s 保 证仍 有待 进一 步的 探讨 和 研究 2 3 1 . 它 对流 量特性的描述过于简化，不能充分表现业务特性， 对业务区分粒度不够，因 此在流量 控制处理上过于笼统， 处理能力和效果不佳。 r p r数据通道中简单的将业务分为三类， 三类之间按照严格优先级 ( s p ) 进行调度。 但是， 对上层实际业务如何映射为r p r数 据通道中三类业务的问题.以 及如何使这三类业务满足实际应用中的多业务区分要求 4 _ 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 等的问题，都没有明确的说明。本文的研究重点即是为r p r提供一种真正多业务区分 q o s 保证机制，完善r p r数据通道的设计。 在完善数据通道设计的基础上，本文详细论述了在r p r上实施多业务的方法，即 利用现有的r p r客户端研究， 在r p r上实施ms r . m s r提出了支路的概念，并利用 配置的方法实施业务，有效的弥补了r p r作为m a c协议与上层协议的互连互通等问 题，同时为在r p r m a c上有效实施多业务区分提供了 基础。本文的另一个研究重点 即是分析基于r p r的ms r如何提供多业务区分的实施。 本文各章节内容组织如下: 首先在第一章综述了r p r的特点及业务区分研究现状，归纳了本文研究的主要内 容和文章的组织结构。第二章研究了即r m a c的总体设计，分析了其与客户端和物 理层之间的接口;同时研究了r p r数据通道模型，讨论了r p r中的帧收发处理流程、 整形器原理和多业务区分方案。第三章针对r p r在多业务区分粒度不够的问题，提出 了改进的多业务区分算法，分析并研究了该改进算法;同时，阐述了改进算法对当前 r p r中服务类型区分粒度太粗、空间调度对高队列号业务服务不公平和跨环多业务区 分问 题的 解决。 第四 章主 要 研究了 在r p r 上实 施m s r 的 站 点 结 构、 基于r p r 的m s r 的多 支路业务支持， m s r 与 客 户端的 接白， 并 指出 了 将m s r作为r p r的 客户 端在多 业务区分和组网上的 优越性， 提出了将ms r作为r p r客户端的建议。最后， 在第五 章对全文进行了总结， 给出了展望并在附录中给出了部分研究成果的说明。 户，网，.，一州月.月.，. 5- 华中科技大学硕士学位论文 2r p rm a c 的总体设计 2 1m a c 模型概述 r p r 层次结构模型与o s i 参考模型对应关系如图2 - 1 所示； 图2 - 1r p r 与o s l 层次模型对应关系口4 1 ”1 r p r 协议具体分为调和子层、m a c 数据通道子层和m a c 控制子层，其中m a c 控制予层又包括公平算法、保护、拓扑、环选择和操作管理维护( o a m ) 五个控制子 模块。上下层分别与逻辑链路控制子层( l l c ) 和物理层连接，构成完整的l 、2 层模 型。 r p r 协议的功能模块划分适应了r p r 的环形拓扑结构( 如图2 2 所示) 。r p r 由 两个环组成：子环0 和子环l 。子环0 上的发送和予环1 上的接收定义为东向物理接口， 子环1 上的发送和子环0 上的接收定义为西向物理接口。m a c 对于两个子环拥有两套 独立的数据收发模块，分别服务于每个子环。各子模块的功能描述如下： 调和层：完成r p r 帧结构和以太网或s d h 帧或其它帧结构之间的映射； 接收：将收到的帧传递给m a c 用户、m a c 控制子层或者发送队列中； 发送：从m a c 用户、m a c 控制子层或者发送队列中将帧发送给调和子层； 整形：管理由用户和发送队列中发出的帧的速度，并和环上其它流速控制实体 保持协调。它控制用户服务以保证遵守媒质访问和带宽分配规则； 华中科技大学硕士学位论文 = 目= = = 自# = ；= = l 目= 目_ 自；= = = 目 ；= = = = = = = i = = = = = _ t = = = = _ ；z ；- _ - 日；i _ _ _ ；i _ - 自；= = 口t ； 环选择：决定用户的数据在哪个子环上传送。可以完全由用户指定，只是在环 保护时由m a c 暂时管理，或者完全由m a c 管理： 公平算法：对于在公平算法调整范围内的流量动态分配带宽，保证各站点公平 的使用。并可以根据站点的权重来合理分配； 拓扑：提供本地拓扑状态机。管理拓扑数据库，并与其它站点的拓扑实体保持 一致； 保护：缺省情况下流量在环或者环设备发生故障时受到保护：用户可以选择 哪些帧不受保护；提供保护状态机、维护本地保护数据库，并尽力与其它站点 的保护控制实体保持一致。 n c 窑户端 2 2r p r 用户层接口 图2 - 2r p rm a c 功能模块划分图( 2 4 , 2 5 r p r 为用户提供多种服务，如本站用户和远端用户交换数据；本站用户和本站m a c 交换r p r 参数；中继等功能。定义了四种用户接口原语。 1 m ad a t a r e q u e s t 定义m a c 用户向单或多个m a c 实体发送数据，如果用函数定义的形式描述如下： m a d a t a r e q u e s t 7 - 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 环选择:决定用户的数据在哪个子环上传送， 可以完全由用户指定，只是在环 保护时由ma c暂时管理，或者完全由ma c管理; 公平算法: 对于在公平算法调整范围内的流量动态分配带宽， 保证各站点公平 的使用。并可以 根据站点的 权重来合理分配; 拓扑:提供本地拓扑状态机， 管理拓扑数据库，并与其它站点的拓扑实体保持 一致; 保护: 缺省情况下， 流量在环或者环设备发生故障时受到保护: 用户可以选择 哪些帧不受保护;提供保护状态机、维护本地保护数据库，并尽力与其它站点 的保护控制实体保持一致。 以c 客户端 环绍择 核接收 l u c 校制 日 口 困 公平杯法 日 月 . 门一一 下勺 莺 i 环1 挂形 环0 盆形 拓扑 i 略一门1 ! ，一 l 环1 旅收环1 发送 环0 发透环a 接欣 保护 护一 吧 一竺 层 二 “ ) 图 2 - 2 r p r m a c 功 能 模 块 划分 图 x a ,x s 2 . 2 r p r用户层接口 r p r为用户提供多种服务， 如本站用户和远端用户交换数据; 本站用户和本站ma c 交换r p r参数;中继等功能。定义了四种用户接口 原语。 1 . ma 1 ) a t a . r e g a e s t 定义ma c用户向单或多个ma c实体发送数据， 如果用函数定义的形式描述如下: ma _ d a t a .r e q u e s t .，- 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ( d e s t i n a t i o n a d d r e s s , s o u r c e a d d r e s s , o p t i o n a l ms d u, s e r v i c e c l a s s , r i n g l e t i d , o p t i o n a l m a c p r o t e c t i o n , o p t i o n a l m a r k f e， 【 叩t i o n a l ) 在上面函数参数接口中，各参数定义如下: d e s t i n a t i o n a d d r e s s :定义单个或一组发送目的地址，要求与本地 ma c地址不 同。 s o u r c e a d d r e s s :如果提供，必须是单独的 ma c地址;置空则 ma c实体用分 配给自己的ma c地址代替。 m s d u :标明需要传输的净荷。 s e r v i c e c l a s s :标明m a c用户需要的服务等级。 r in g l e t i d : 标明 用 户的 子 环 选 择户 置空 则 用 默 认的 子 环 选择 算法. ma c p r o t e c t i o n :标明ma c是否要为这个帧提供保护。置空则默认提供保护。 m a r k f e : 标明用户决定帧是否受公平控制。 该字段允许用户决定它提供给ma c 流量中哪些需要受公平算法控制。置空则不受公平控制。 卜卜卜卜卜 ma da t a. i n d i c a t i o n 定义m a c实体向ma c ma dat a. i n d i c a t i o n ( d e s t i n a t i o n a d d r e s s , s o u r c e a d d r e s s , m s d u, r e c e p t i o n s t a t u s , r in g l e t i d , s e r v i c e c l a s s , f a i me s s e l i g i b l e ) 用户发送数据的情况， 用函 数定义的形式描述如下 在上面函数参数接口中，各参数定义如下: d e s t in a t i o n a d d r e s s :可以是单个或者组地址。 s o u r c e a d d r e s s :单地址，由接收帧中s o u r c e ma c a d d r e s s 定义。 卜卜 一-一一一一一 _a- 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 m s d u :定义m a c 收到的数据单元大小。 r e c e p t i o n s t a t u s : 用来 传递接收 帧的 状态， 没 有错误为0 . r in g l e tld : 标明 这 个 帧是 从 哪 个 子 环 接收 的 。 s e r v i c e c l a s s :标明 这个帧是按照什么服务等级传送的。 f a i m e s s e l ig ib l e : 标明 这 个帧的f e 值， 即 是 否受 公 平控 制。 3 . ma _ c o n t r o l . r e q u e s t 定义ma c用户向m a c控制子层发送控制的情况。用来提供用户控制本地m a c 的机制。 这个原语不提供用户直接向子环发送控制帧的机制;但是控制帧可能在本函 数的要求下产生。用函数的定义形式描述如下: m a 一 c o n t r o l .r e q u e s t ( o p c o d e , r e q u e s t o p e r a n d l i s t ) ma c用户需要的控制请求操作如表 2 - l 所示: 裹 2 - 1 控制请求操作码 操作码含义 操作 o a mes e c h o 一 r e q 请求传输一个e c h o请求帧e c h o请求的参数 一o a m f l u s h we r e q请求传输一个f l u s h帧 f l u s h参数 其它待定义。 4 . ma cont roli n d i c a t i o n 定义ma c控制子层向ma c用户提交控制状态报告的情况，用函数定义的形式描 述 如 下: m a c o n t r o l .i n d i c a t io n ( o p c o d e ,in d i c a t io n _ o p e r a n d lis t ) ma c用户需要的控制指示操作如表 2 - 2 所示: 表 2 一控制指示操作码 操作码含义 操作数 oam e c ho ind 接收到e c h o回复帧e c h o净荷和参数 oam f l us h in d接收到f l u s h回复帧f l u s h净荷和参数 t op o c hange拓扑 状态改 变拓扑和状态数据库 p rot c hange 保护状态改变保护和状态数据库 s e nda s e n d a改变布尔 值， r in g l e t l d s e ndb s e n d b改变布 尔 值， r in g le t l d s e ndcs e n d c改变h o p s t o c o n g e s t i o n , r i n g l e t l d s c f c m in d接收到s c - f c m a l l o w e d r a t e , a l l o w e d r a t e c o n g e s t e d h o p s t o c o n g e s t i o n , r i n g le t l d mc f c m i nd接收到m c - f c m f a i me s s me s s a g e t y p e , c o n t r o l v a l u e s o u r c e a d d r e s s , t t l , r i n g l e t l d 一种 一一 . -一一一一一 _ 9- 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 . 3 r p r物理层接口 ma c物理层服务接口 通过四种逻辑服务原语允许ma c层向调和层发送信息，同 时允许接收来自 调和层的信息。具体说明如下: 1 . p h y d a t a . r e q 定义ma c层向调和层请求数据发送，用函数定义的形式描述如下: p h y 一 d a t a .r e q u e s t ( o u t p u t es f r a me , l e n g t h ) 在上面函数参数接口中，各参数定义如下: o u t p u t f r a me :代表一个实际从ma c层传到调和层的完整r p r帧。 l e n g t h :该参数可选 则，如果调和层不需要 如果定义了则代表o u t p u t f r a me帧的长度:否 可不定义。 2 . p hy da t a. i n d 定义了调和层向ma c层传输数据，用函数定义的形式描述如下 p h y _ d a t a . i n d i c a t e ( i n p u t , f r a me , s t a t u s , l e n g t h ) 在上面函数参数接口中， 各参数定义如下: i n p u t f r a me :代表一个实际从调和层传到ma c层的完整r p r帧。 s t a t u s : 用以 指 示 物 理 层 有 天 错 误 有o k和e r r o r两个可选值， o k代表 卜卜 没有错误，e r r o r代表从物理层传到调和层的帧有错误。 l e n g t h : 该参数可选。 如果定义了 则代表i n p u t f r a m e 帧的长度: 否则 如果调和层不需要，可不定义。 3 . p h y 一 l i n k s t a t u s .i n d 定义物理层检测到的、 向m a c层指示的物理链路状态， 用函 数定义的形式描述如 下: p h y l i n k s t a t u s - i n d i c a t e ( l i n k . 多t a t u s ) 其中，l i n k s t a t 够有o k , f a i l 和d e g r a d e 三 个 可 选 值， 代表了 物理 层 检 测到的