CH2_6_ATM流量控制技术

ATM流量控制技术,2,主要内容,ATM网络业务流控制特点呼叫/连接接纳控制（CAC）业务流警管（Trafficpolicing）选择性丢弃反应式拥塞控制ATM论坛关于业务流管理的技术,3,在通信网络中，各类资源（信道容量、节点中缓冲器容量等）是有限的，因此，它所能支持的连接和业务流量也是有限的。当网络中的连接数目和业务流量超过它能支持的限度时，网络的服务质量会变差，如时延增加、丢失增加。这种情况就叫做拥塞。业务流控制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的工作状态，即使当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.ATM网络业务流控制特点,4,1.ATM网络业务流控制特点,电路交换每个连接的宽带是固定的，在整个通信过程中网络可提供给通信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：当可提供信道给呼叫方和被叫方时，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，即时网络处于饱和状态，仍能保证该连接的服务质量。,5,1.ATM网络业务流控制特点,分组交换采用了存储转发的方法转移分组。对于任一交换节点，对带宽资源采用异步时分复接的方式，如果某一节点的业务流量超过信道的容量，则会造成该处缓冲器的溢出，从而造成分组的丢失，而分组丢失后要重传，重传又会加重网络负荷，加重网络拥塞，使分组丢失更多。这样，就形成了一个恶性循环，使分组网陷入瘫痪状态。在分组交换网中要避免拥塞，一般强迫网络中的业务流量维持在某一水准之下，防止溢出重传再溢出这种恶性循环的发生。,6,1.ATM网络业务流控制特点,分组交换因此，分组交换网中资源的利用率是比较低的，如何减小分组网中的业务流量呢？分组交换网采取了流量控制和拥塞控制两种方法。,流量控制与拥塞控制,流量控制对输入网络的流量进行管理，避免网络进入拥塞状态而采取的措施，业务量控制贯串用户接入控制、网络资源调度、传输控制等整个过程。拥塞控制在拥塞发生时采用的定位拥塞原因和位置，防止拥塞扩散，缓解拥塞造成的影响、最终解决拥塞问题所采取的措施；拥塞控制可以看作流量控制的一部分。,2020/5/22,7,8,1.ATM网络业务流控制特点,分组交换流量控制流量控制采用窗口技术:每个节点发送和中转的分组数是受限制的，这个数由窗口大小W决定。当节点发送中转完W个分组后，就停止发送，等到下游节点有应答后，才能继续发送。这种方法保证了节点已发送但未收到应答的分组数不超过W，从而使网络中每条链路上的分组数低于某一门限值。,9,1.ATM网络业务流控制特点,分组交换拥塞控制但是，只有流量控制仍无法避免拥塞的发生，还需要在拥塞发生后，限制信源的业务流量，以减轻和消除拥塞。其工作过程如下：若某一节点处缓冲器中分组数超过某一门限，则限制输入链路的业务流；上游节点缓冲器中的分组数，因此也会慢慢地增加，直到某一门限。同理，限制该节点输入链路的业务流这样，引起拥塞的信源会降低业务流量。这种方法是在拥塞发生后，经拥塞信息反馈而起作用的，所以称为反应式拥塞控制方法。,10,1.ATM网络业务流控制特点,ATM网中的业务流管理电路交换网和分组交换网已得到广泛的应用，其业务流管理的方法也被证明是成功的。这些传统的业务流管理方法能否直接应用于ATM网络中？这些方法能否完全解决ATM网络中的拥塞？,11,1.ATM网络业务流控制特点,ATM网中的业务流管理在电路交换网中，由于各个连接占用专用的固定速率的信道，所以，简单的呼叫接纳（拒绝）方法就能保证已被接纳的所有呼叫的服务质量。但是，在ATM网络中情况则不一样。在ATM网络中，信元是采用异步时分复接方法共享资源的，各个连接没有专用的信道，当某一连接的业务流量增加时，它会占用其他连接的资源，从而会影响其他连接的服务质量。更为严重的是，ATM网中业务是高度突发的，其速率变化很大。因此，如果只采用电路交换网中的呼叫接纳（拒绝）方法，既不能保证该呼叫建立连接的服务质量，也不能保证已建立连接的服务质量。,12,1.ATM网络业务流控制特点,ATM网中的业务流管理分组交换网中的流量控制是在每个节点上进行的，增加了节点处理的开销，降低了网络速率，不能适应ATM网的高速要求。,13,1.ATM网络业务流控制特点,ATM网中的业务流管理分组交换网中的拥塞控制是反应式的，这种方法在低速的分组交换网中尚能适用，但是在高速的ATM网中不能完全适用。假设网络中A、B两节点相距100公里，则信元的传播时延为500us。若网络速率为1Mbit/s，则发送一个53B的信元需要424us，这个值与传播时延接近。但是若将信道速率提高到1Gbit/s，则发送一个信元只需0.424us，这个值远远小于传播时延，当B节点接收到A节点发出的信元时，A节点已经发送了一百多个信元了。换而言之，当B节点接收到A节点发出的信息时，这已是相对“过时”的信息。,14,1.ATM网络业务流控制特点,ATM网中的业务流管理因此，在检测到拥塞发生时，拥塞早已发生了。这种反应式的拥塞控制法无疑对网络中的变换（拥塞的发生、拥塞的消除）不太灵敏。所以，这些传统的方法不能有效地应用于ATM网络中。ITU-T经研究制定了I.371建议，提出在ATM网络中，业务流控制不能单纯地采用一种方法，而是一系列、一整套方法一起工作。ATM网络中的各种业务流控制方法，大致可以分为两类：在拥塞后采取措施消除的反应式方法；在拥塞未发生时就采取措施避免的预防式方法。,15,2.呼叫/连接接纳控制,Call/ConnectionAdmissionControlCACATM是面向连接的技术，各个用户在入网前先要通过信令系统要求网络建立连接。ATM网中一个呼叫可建立多个连接，呼叫和连接两者概念不同，但是在业务流控制方面是一致的，所以可以合二为一。,16,2.1CAC的概念,ATM网首先在用户入网时设立一关，对用户进行控制。用户在呼叫时，需要把自己的业务流特性和参数以及它所要求的服务质量告知网络，网络根据网络中资源被占用情况和用户提供的信息，来决定是否接纳这个呼叫。,17,2.1CAC的概念,判决的原则是：既能满足该呼叫的服务质量，又能保证已建立连接的服务质量。这个呼叫/连接接纳控制涉及到几个问题：哪些用户业务参数可以准确地描述用户的业务流特性？哪些服务质量参数可以恰当地反映用户的服务质量要求？在已提供用户业务参数和服务质量参数的前提下，这个呼叫/连接所需的带宽是多少？在接纳这个呼叫/连接入网后，这个用户的业务流与已建立的连接的业务流进行异步时分复接，能否保证不影响已建立连接的服务质量？这个呼叫/连接接纳控制机制能否实时运行？能否在满足各个连接的服务质量要求的前提下，进一步提高资源利用率？,18,2.2业务参数,峰值信元速率（PeakCellRate-PCR）只根据峰值信元速率为呼叫/连接分配带宽时，完全能保证所有连接的服务质量，不会发生拥塞，但是资源利用率很低。平均信元速率（AverageCellRateorSustainedCellRate-SCR）如果只根据平均信元速率来分配带宽，则只能在业务的速率是恒定的情况下才会适用，否则，很可能在某一段时间内因信元速率超过平均信元速率而发生拥塞。突发度（MaximumBurstSizeMBSBurstiness=PCR/SCR）突发度峰值比特率/平均比特率突发度越大，表明业务速率变化越大，业务流特性越难预测，给呼叫/连接接纳控制带来的难度也越大。峰值持续时间（PeakDuration）指业务处于峰值信元速率的时间长度，这一值乘以峰值速率即为最大突发长度（MaximumBurstSize-MBS）最小信元率（MinimumCellRate-MCR）,19,2.3服务质量参数,ATM服务质量参数可分为两类：与呼叫控制过程有关的参数（连接建立时间、连接释放时间、呼叫阻塞概率）与信元转移质量有关的参数（误码率、时延、时延抖动等）。,20,（1）与呼叫控制过程有关的参数,连接建立时间：指从用户发出呼叫建立消息到收到呼叫建立应答消息的那段时间，这个时间是由各个信号转移点处理时延所决定的。ATM网的信令系统通过一个定时器来限制这个时间，当连接建立时间超过这个时间，则重新发呼叫建立消息。连接释放时间：指从用户发出呼叫释放消息到收到呼叫释放应答的那段时间。呼叫阻塞概率：指一段时间内呼叫被拒绝的比例。这个不仅与网络资源分配（链路速率、网络拓扑、交换容量）有关，还与各个呼叫到达的随机过程、各个呼叫持续时间的分布有关。减小这个概率的一个途径是，在规划设计网络时，根据用户呼叫的统计特性来优化设计网络的拓扑结构、交换容量等。,21,（2）与信元转移质量有关的参数,误码率主要取决于传输系统的性能。ATM网络中主要以光纤作为传输媒介，误码率很低，可以满足各种业务的传输需求。信元丢失率（CellLossRate）指在一段时间内丢失的信元数与用户发送的信元数之比。造成信元丢失的原因大致有四个：信元在网络中传输时遇到缓存器溢出而丢失；信元头在传输过程中发生不能纠正的误码而丢弃信元；VPI/VCI发生误码但未被检测出来，此时信元将被传递到错误的信宿去。对于该此连接的接收方而言，信元发生了丢失。对于实时业务，时延过大也会造成信元丢失。,22,（2）与信元转移质量有关的参数,信元插入率（CellInsertionRate-CTD）信元头的误码不仅会造成信元丢失，还会在某种情况下造成信元误传，VPI/VCI发生误码但未被检测出来，此时该信元会被传送到错误的信宿去。信元插入率指的是误传到错误信宿的信元数与用户发送的信元数之比。信元的误传比信元丢失造成的危害要大：一方面，对于AAL1协议，信元误传会引起同步的丢失；另一方面，误传的信元会加重它所经过链路的业务流量，在特别严重时，会引起它所经过链路的拥塞。,23,（2）与信元转移质量有关的参数,信元转移时延（CellTransferDelay）：指信元第一比特进入网络至最后一个比特离开网络的那段时间。包括：打包时延（PacketizationDelay）形成一个信元所需的时间，64kb/sPCM话音的PD为（478/64）ms传播时延（PropagationDelay）在传输媒介上传播的时间。光纤信道的传播时延为每公里5us，同轴电缆为每公里4us。传输时延（TransmissionDelay)发射机将信元发往物理媒介所需时间，这与发射机速率有关，在155.520Mb/s情况下，TD=2.82us交换时延（SwitchingDelay）信元穿过ATM交换机所需时间，包括查路由表所需时间和在内部交换所需时间。这是衡量ATM交换机性能的一个重要指标。,24,（2）与信元转移质量有关的参数,排队时延（QueueingDelay）为解决输出端口竞争和内部竞争，要在交换机输入端口或输出端口或内部加缓存器。信元等待在这些缓存器中的时间称为排队时延。重装时延（ReassemblyDelay）信元到达信宿后，信宿的AAL层可能需要将多个信元组装成一个完整的帧转交给上层。上层接收完这个完整的帧后才进行信息的重现。,（2）与信元转移质量有关的参数,时延抖动（CellDelayVariation）在理想状态下，相邻信元到达信宿的时间间隔，应与离开信源时的时间间隔相同。但是，在实际网络中，由于排队时延的加入和业务随机性的影响，两者是不相等的。即，各个信元经ATM网络转移的时延是不等的，相对于平均转移时延有一个随机变化的值。称这个相对于平均转移时延变化的值为时延抖动。时延抖动会给电话、视频等业务的定时恢复带来困难，造成服务质量下降。在ATM网络中，常使用峰峰时延抖动（Peak-to-PeakCellDelayVariation），指的是在连续时间内，信元最大转移时延与最小转移时延的差值。,2020/5/22,25,26,3.业务流警管（TrafficPolicing）,业务流警管：ATM网络在接纳呼叫/连接入网后，要给这个呼叫/连接分配一定的带宽。但是这个带宽并不像传统电话网中固定地分配给这个呼叫/连接，ATM网允许所有的连接共享带宽资源，加上各个业务速率变化很大，因此，实际入网的业务流量很有可能超过这个带宽，ATM网还需要对业务流量进行监视、控制，以保证业务流特性与它申请入网时提供的业务流特性以及网络分配给它的带宽相符。这种功能称为业务流警管，也称一般信元速率算法（GenericCellRateAlgorithm，GCRA）。在用户网络接口处称为使用参数控制（UsageParameterControl，UPC）；在网络节点接口处称为网络参数控制（NetworkParameterControl，NPC）,27,3.业务流警管（TrafficPolicing）,当检测到某一违反它和网络约定的参数时，可采用以下措施：丢弃违约信元；缓存违约信元，使离开缓存队列的信元流能满足约定的业务流特性。给违约信元打上标记，使网络在发生拥塞时对这些信元区别对待；通知信源以控制业务流量。业务流警管除了要对违约信元进行判断并采取措施外，还要保证对未违约信元来说是透明的，同时，还要反应快，能实时地对业务流进行警管。业务流警管的方法有多种，这些方法大多是针对业务流的平均速率SCR、峰值速率PCR和峰值持续时间PD这三个参数实现警管。,28,3.业务流警管（TrafficPolicing）,漏桶算法是研究得最多的一种业务流警管方法。基本思想：任何一个信元要进入网络，一定要从令牌池中取得一个令牌。令牌是以固定速率R产生的，并放在令牌池中（令牌池可存放M个令牌）。信元到达时如果令牌池中没有令牌，则信元被丢弃。,29,3.业务流警管（TrafficPolicing）,漏桶算法的改进：加缓存器的漏桶算法：为了改善漏桶系统的丢失率性能，可以在漏桶前加一个缓存器（容量为B个信元）。当信元到达漏桶系统而令牌池中无令牌时，只要缓存器未满，信元就可以缓存在缓存器中；如果缓存器已满，则只有将该信元丢弃。很显然，当缓存器中有信元等待时，令牌池中必无令牌；当令牌池中有令牌时，缓存器中必无信元。令牌池和缓存器不可能同时满。,30,3.业务流警管（TrafficPolicing）,漏桶算法的改进打标记的漏桶算法：考虑到某些信元已是违约的，但网络内部可能还有足够的资源供这些违约信元利用，漏桶系统可作一定改进，即允许违约的信元进入网络，但须打上一个标记。具体地说，当信元到达时，若令牌池中无令牌，或者缓存器已满，则就将这个信元打上一个标记，表明是违约信元，然后允许它进入网络。标志设置可以利用信元头中的CLP位，即将CLP设置为1。当这个信元（CLP=1）在网络某处遇到拥塞时，就被丢弃。如果一直未遇到拥塞，则可安全到达信宿。优点：可以提高网络中的资源利用率缺点：不能保证这些被打上标记的违约信元到达信宿。,31,3.业务流警管（TrafficPolicing）,服务员,信元到达,信元离开,令牌池,令牌,打上标记,服务员,信元到达,信元离开,令牌池,令牌,缓存器,打上标记,32,3.业务流警管（TrafficPolicing）,漏桶算法上述漏桶算法即可以对VP进行业务流警管，又可以对VC进行业务流警管。由于一个漏桶系统只能对一个连接的一个参数进行监控，所以，若要同时对VP、VC的多个参数进行警管，则需要设置多个漏桶。,33,4.选择性丢弃（SelectiveDiscarding）,在排队理论中又一个定律，可以以牺牲一部分用户的服务质量来提高另一部分用户的服务质量。在ATM网络中，在网络发生拥塞时，可以丢弃一部分信元以缓解拥塞的程度，从而保证未丢弃信元能够完好地到达信宿。这种选择性丢弃信元的方案，可以通过信头中的CLP位来实现。当网络处于拥塞时，先将CLP位等于1的信元丢弃。CLP位可以由两种途径来设置，一种是在信源编码时，将次要的信息组成一个信元，并将该信元的CLP位置为1；将重要的信息组成一个信元，并将该信元的CLP位置为0。另一种是通过警管将违约信元的CLP位置为1，对违约信元的CLP位不进行操作。因此，在ATM网络中，信元的CLP位为1，表明该信元要么是比较次要的信息，要么是违约的，可以在网络中被丢弃。网络在处理这两类不同优先级的信元时，可采用多种方法。,34,4.选择性丢弃（SelectiveDiscarding）,Pushout采用Pushout方法时，节点如果有缓存空间，高、低优先级的信元都可进入缓存。当缓存器已满时，如果有低优先级信元到达时，则该信元被丢弃。如果到达的是高优先级信元，那么要看此时缓存器中有无低优先级的信元在等待，如果没有，这个高优先级信元同样被丢弃；如果有，那么将一个低优先级信元推出缓存器（Pushout），把腾出来的空间留给这个高优先级信元。主要缺点：实现复杂将低优先级信元推出缓存器，会破坏原先信元的次序，增加了缓存器管理的开销。,35,4.选择性丢弃（SelectiveDiscarding）,门限门限方法是在缓存器中设置一个门限，当缓存器中的信元数少于门限时，无论是高优先级信元还是低优先级信元，都可以进入缓存器中；当缓存器中的信元数超过门限时，低优先级信元到达时只能被丢弃，而高优先级信元可以进入缓存器。当缓存器已满时，所有到达的信元都被丢弃。这种方法也称为部分缓存共享。这种方法的关键是决定缓存器的门限。当门限设置太小时，低优先级信元的丢失率会不必要地增大，特别是在高优先级的业务流量比较小的情况下，没有必要将高优先级信元的专用缓存器空间留得太大；当门限设置太大时，高优先级业务的质量就会受低优先级业务影响而下降。因此，最好根据当时两种优先级业务的流量情况来调整缓存器的门限。,36,5.反应式拥塞控制,在传统的分组网中采用反应式的拥塞控制方法，网络一直监视内部的拥塞程度，如果拥塞到了一定的警戒线，就通知引起拥塞的信源，使其降低业务流量。这种方法需要等到拥塞通知从拥塞节点传输到信源，信源采取措施后才能起作用，其有效性直接受传播时延的影响。在ATM网络中，由于网络速率很高，等拥塞通知反馈到信源时，信元已发送了几百甚至几千个信元，这个信息相对来说已显得过时了。而且，得到信源降低业务流量，此时网络的拥塞处可能早已被疏通了。,37,5.反应式拥塞控制,因此，这种反应式的拥塞控制方法不能对ATM网中的拥塞作出快速的反应。不过，这种方法仍可以作为ATM网中业务流控制的辅助手段，在下列情况下仍有一定的作用：当预防式拥塞控制方法（呼叫/连接接纳控制、使用参数控制等）未能完全避免网络发生拥塞，此时若纯粹地丢弃信元以缓解拥塞，势必会造成被丢弃信元的连接的服务质量，而且有可能造成信元重传拥塞再重传的恶性循环。,38,5.反应式拥塞控制,ATM论坛提出了一种ABR（AvailableBitRate）拥塞控制方法。一般的数据业务为ABR业务，这类业务一经接纳入网，网络就尽可能多地提供给它足够的带宽，而不对其进行警管，即使发生拥塞也不丢弃，而是采用反应式拥塞控制方法通知信源降低业务流量。反应式拥塞控制方法实现步骤有两个：检测到拥塞时发通知；信源根据通知作出反应。接下来介绍反应式控制的一般原理。,39,5.1拥塞通知,反向显式拥塞通知（BECN-BackwardExplicitCongestionNotification）各个节点监视其本身的缓存器被占情况，如果缓存器中的信元数到了某一门限，这个节点就向经过该节点的所有连接的信源发一个拥塞通知。这个通知是一个特殊信元，其中包含了拥塞节点的各种信息。信源在收到这个信元后会作出反应。,40,5.1拥塞通知,反向显式拥塞通知（BECN-BackwardExplicitCongestionNotification）这种通知法的缺点是：特殊信元增加了网络中业务流量；拥塞节点为了发送这个特殊信元，需要与信源间建立一条连接；各个中继节点参与了拥塞控制，增加了处理开销。,41,5.1拥塞通知,前向显式拥塞通知（FECN-ForwardExplicitCongestionNotification）各个节点监视其本身的缓存器被占情况，如果缓存器中的信元数到了某一门限，这个节点就在经过该节点的信元上打上一个标记，直到缓存器中信元数降到门限以下才停止打标记。经打上标记的信元在网络中不再被清除标记。各个信宿根据接收到的信元中标记的情况，判决是否在网络中发生了拥塞，是否要向信源发通知。,42,5.1拥塞通知,前向显式拥塞通知（FECN-ForwardExplicitCongestionNotification）与反向显式拥塞通知相比，这种方法的优点是：信宿在发拥塞通知时，不需要另外再建一条连接，可以利用信源与信宿间已建的连接；各个中继节点只需根据缓存器中信元数处理信元头部，开销很小，实现简单。这种方法的缺陷：拥塞信息要从拥塞节点传到信宿，信宿再反馈到信源，时间太长，从而使信元不能快速地对拥塞作出反应。信宿在接收到标志信元后，只知道信元送经过的路上发生了拥塞，而不知到底是哪个节点发生了拥塞。,43,5.2信源对通知的反应,两种拥塞通知方法的目的：信源能够通过这些通知来调整、控制信源的速率，从而缓解、消除网络中的拥塞自适应速率调整从信源输出的业务流经过一个可变速率服务器，服务器输出的业务速率可根据拥塞通知信息作调整。服务器速率一开始置在正常状态，然后慢慢提高，直到峰值速率。当接收到拥塞通知时，服务器输出速率就降至正常状态，并在一段时间内维持在这个状态。然后再慢慢提高速率，重复以上步骤。这种自适应速率调整法的性能与正常传输速率、提高速率的快慢有关。,44,5.2信源对通知的反应,动态信源编码在接收到拥塞通知后，对于非实时的数据业务，可以暂时缓存以降低入网速率。但是对于实时的话音、视频业务，缓存信元将增大时延，因而不足取，要另外设法。考虑到ATM网采用选择丢弃来缓解、消除拥塞，所以信源在接收到拥塞通知后，可以照常产生信源入网，只是将一些次要的信元的CLP位置为1。这样，虽然信元入网速率未发生变化，但是重要的信元（CLP=0）的入网速率降低了。另外，如果增大编码时的量化阶，还可以减少每帧的信息位，降低信元入网速率。,45,6.ATM论坛关于业务流管理的技术,1996年4月，ATM论坛制定了业务流管理的标准，将ATM网络的服务分成五类，每类的服务质量、业务描述参数、业务流控制方法不尽相同。这五类服务是：CBR：ConstantBitRate，固定比特率rt-VBR：Real-TimeVariableBitRate，实时可变比特率nrt-VBR：Non-Real-TimeVariableBitRate，非实时可变比特率ABR：AvailableBitRate，可用比特率UBR：UndefinedBitRate，未定比特率,46,固定比特率：CBR,CBR可以提供固定的传送速率，即在连接存在期间，网络要提供连续可用的静态的带宽分配。带宽的量值用峰值信元率（PCR）来表述，在连接建立后，用户可以在任何时刻以PCR来发送信元，并持续任何期间。当然也可以在一定期间低于PCR的速率来发送信元，或甚至存在静止期。只要用户发送的所有信元符合用户与网络商定的合约，网络就要确保ATM层的QoS。CBR可用来支持严格限制的时延和时延变化的实时应用，包括固定比特率的语言、视频与电路仿真业务。,47,实时可变比特率：RT-VBR,实时可变比特率，信源可以以随时间而不断变化的速率来发送信元，即具有突发（burst）性。VBR连接在较长期间的平均速率为持续信元率（SCR），而在峰值期间偶尔为峰值信元率，即速度提高的突发的速率。rt-VBR用于非固定速率传送的实时应用，也对时延和时延变化有严格要求，包括语言和视频业务，例如具有静音检测的语言业务和压缩编码的视频业务。RT-VBR可支持实时信源的统计复用。,48,非实时可变比特率：NRT-VBR,NRT-VBR是非实时的可变比特率，与RT-VBR相似，但是不规定时延方面的要求，而是提供低的信元丢失率（CLR）。NRT-VBR可用于要求低CLR的数据传送，例如低信元速率的大型文件传送。,49,未定比特率：UBR,未定比特率，用来支持非实时的尽力而为（best-effort）的业务，例如文件传送和E_mail。因此，UBR并不支持任何QoS的要求，包括时延要求和CLR。虽然UBR也可以规定峰值信元率（PCR）等信流特性，但不一定用于连接接纳控制（CAC）。UBR业务类别是由ATM用户信元速率信息单元（IE）中的尽力而为指示语（BestEffortIndicator）来标明。,50,可用比特率：ABR,可用比特率，与UBR相比，ABR可以使CLR（CellLossRate）保持在可接受的水平，而同时又使网络资源可以有效地利用。ABR业务力求在所有ABR用户之间以公正的方法来动态地共享可用的宽带资源。但ABR业务并不支持实时业务，因而并不规定与时延有关的QoS要求。ABR可用于LAN互连、E_mail等。为了达到资源有效共享而又保证一定的CLR要求，ABR业务要有流量控制机制，以支持各种方式的反馈机制来调节信源速率。遵从流量控制的ABR信流可获得低的CLR以及公正的宽带共享。,51,可用比特率：ABR,在建立ABR连接时，应商定峰值信元率（PCR）与最小信元率（MCR），MCR也可置成0。于是，ABR业务从网络获得的带宽是变化的，但不小于MCR。这意味着，在网络负荷较轻时，ABR业务可以具有较高的发送速率，而在网络负荷较重时，则应降低发送速率。,52,五类服务,在这五类服务中，CBR、RT-VBR和NRT-VBR要采用呼叫/连接接纳控制、使用参数控制等控制机制。UBR不采用ATM网中的特定的业务流控制方法，业务流控制由高层来完成。ABR在最低信元速率大于零时需要呼叫/连接接纳控制，其基于速率的闭环控制原理和反应式控制方法是一致的，但具体实现的过程中有很多独到之处。以下介绍ABR服务的原理。,53,1、ABR控制模型,ABR控制模型：网络单元和信宿根据网络拥塞情况来通知信源，信源根据这些信息动态调整速率。通知途径主要有两种：每个数据信元头部有三比特的PT位，其中第二位称为EFCI（ExplicitForwardCongestionIdentifier）。当业务流在经过的路上发生拥塞时，网络单元就将该业务流信元的EFCI位设为1，以通知信宿。信宿再通知信源。这和前向显式拥塞通知方法是相似的。,54,6.1ABR控制模型,信源周期性地在数据信元流中夹杂用于业务管理的信元（ResourceManagementCell,RM信元），沿途的网络单元可以将拥塞情况写入RM信元。信宿将收到的RM信元反向传输给信源。当然，RM信元也可由网络单元或信宿直接产生。,55,6.1ABR控制模型,ATM论坛将信源传往信宿的RM信元称为前向RM信元，将信宿传向信源的RM信元称为反向RM信元。信源产生的发往信宿是前向RM信源，网络单元和信宿产生的是反向RM信元，由信宿返回的RM信元也是反向RM信元。,56,6.1ABR控制模型,在ABR服务中，ATM论坛将CLP=0的信元称为“速率内”（In-rate）信元，将CLP=1的信元称为“超速”（Out-ofrate）信元。信源产生的数据信元的CLP=0，必须是“速率内”信元而RM信元可以是“超速”RM信元，也可以是“速率内”RM信元。,信源,网络单元,网络单元,信宿,RM信元,数据单元（内含EFCI）,57,6.2ABR控制参数,ABR控制参数中，有些是信令系统建立连接时必须提供的，有些则是可选的。,58,必选的ABR参数,峰值信元速率（PeakCellRate-PRC）这一参数标识ABR信源不可超出的输出速率，单位为信元/秒。用24b表示，max=16777215，min=0最低信元速率（minimumRate-MCR）ABR信源至少可以获得MCR这一值表示的带宽，单位为信元/秒。用24b表示，max=16777215，min=0。缺省0初始信元速率（InitialCellRate-ICR）ABR信源在刚建立连接时或经过一段空闲时间后，可以传输信元的速率。单位为信元/秒。用24b表示，max=16777215，min=0，缺省值为PCR。临时缓存容量（TransientBufferExposure-TBE）ABR信元在第一个RM信元回来之前可以发送的信元数。取值在0至16777215之间，缺省值为16777215。由于传播时延的存在，特别是在广域ATM网中，传播时延很大，设置这个参数可以减小网络拥塞的概率。显然，这个值若太小，可能会降低网络效率；但如果太大，可能会加重网络的拥塞程度。,59,必选的ABR参数,固定回程时间（FixedRound-TripTime-FRTT）从信源到信宿，再从信宿到信源的固定传播时延之和。单位为微秒，范围从0到16777215。速率降低因子（RateDecreaseFactor-RDF）ABR信源每次调整速率时降低速率的因子，即每次降低的幅值为当前信源速率乘上RDF。取值再1/32768到1之间，缺省值为1/16。速率增长因子（RateIncreaseFactor-RIF）ABR信源每次调整速率时增大速率的因子。取值再1/32768到1之间，缺省值为1/16。,60,可选的ABR参数,NrM信源在两个前向RM信元之间可以传输的数据信元的最大数目。如果考虑效率，这个值越大越好；如果要使信源对拥塞迅速作出反应，这个值越小越好。取值在2到256之间，缺省值为32。利用NrM还可以对信源的实际速率进行估值，只要将NrM除以实际测得的两个前向RM信元间的时间间隔即可。TrM两个前向RM信元间的最大时间间距。单位为毫秒，取值在2-7100100之间，缺省值为100。,61,可选的ABR参数,CDF（CutoffDecreaseFactor）RM信元在网络发生拥塞时有可能丢失，所以，信源有可能很长时间会收不到返回的RM信元，如果不采取相应措施，信源是不会对这种情况作出反应的。所以，ATM论坛规定，在信源发出了CRM(信元率范围，CellRateMargin)个前向RM信元后尚未收到返回的RM信元，则信源降低速率，降低的幅值为ACRCDF。取值在1/64与1之间，缺省为1/16。ADTF（ACRDecreaseTimeFactor）ABR中有一个参数ACR（AllowedCellRate）定义了允许信源发送信元的速率。如果在很长一段时间内信源的速率一直远小于ACR，就要将ACR降低。具体操作时，计算两个前向RM信元的时间间隔，如果大于ADTF，则降低ACR。ADTF取值在0.0110.23s之间，时间粒度为10ms，缺省值为0.5s。,62,6.3RM信元格式,63,6.3RM信元格式,RM信元头部有特定的标识：PT位110当RM信元用来管理VPC时，VCI取值为6。RM信元的净荷中装载了各种用于业务管理的信息。,64,6.3RM信元格式,协议标识符:=1消息类型DIR（Direction）：表明RM信元的传输方向0：前向RM信元；1：反向RM信元BN（BackwordNotification）：表明RM信元是由信源产生的（BN=0）还是由网络单元或信宿产生的（BN=1）CI（CongestionIdentifier）：表明网络中存在拥塞（CI=1）还是不存在拥塞。这一位可以由网络单元根据缓存占用情况设置；信宿也可以根据接收到的数据信元中的EFCI（净荷类型PT中的第2位：拥塞指示位）位在反向RM信元中设置该值。信源在接收到CI=1的RM信元后，降低信元发送速率。,65,6.3RM信元格式,NI（NoIncrease）网络单元可以将这一比特设置为1，以禁止信源升高速率。ER（ExplicitRate）：用来将信源被允许传送的速率限制在一定范围内，由网络单元或信宿设置。信元/秒CCR（CurrentCellRate）：由信源将当前的速率写入该域。信元/秒MCR（MinimumCellRate)：由信源将最低信元速率写入该域。QL（QueueLength）：未用SN（SequenceNumber）：未用CRC-10：生成多项式为：x10+x9+x5+x4+x+1,66,6.4信源的行为,信源被允许的速率（ACR）不可超过峰值信元速率（PCR），也不可低于最低信元速率（MCR）。信源发送“速率内”信元（包括数据信元和“速率内”RM信元）的速率不可超过ACR。信源在发送建立连接后的第一个信元之前，将ACR的值设为初始信元速率ICR。第一个“速率内”信元应该是前向RM信元。信源在每Nrm（一个源可能转发RM-cell的最大数量）个数据信元之后发送一个RM信元。符合1，2，3的信元CLP设为0。如果在相邻的前向RM信元间的时间间隔大于ADTF（ACRDecreaseTimeFactor，ACR减少时间因子），则将ACR降至ICR（初始信元速率）。,67,6.4信源的行为,信源在最近一次接收到BN=0的反向RM信元后，如果已经发送了至少CRM（信元率范围，CellRateMargin）个“速率内”前向RM信元，则ACR至少要降低ACRCDF（截止衰减因素(CutoffDecreaseFactor)）。如果这次速率降低降导致ACRMCR（最低信元速率），则将