ATM网的流量控制和拥塞控制

ATM采用统计时分复用，有限的网络资源决定了网络所能支持的连接和接受的业务流量是有限的。当网络中的业务流量超过它能支持的限度，网络的服务质量就会变差，如导致时延增加、丢失增加。为了保证网络的服务质量，ATM网必须要有相应的流量控制和拥塞控制机制。

本模块介绍ATM网的流量控制和拥塞控制机制。

一、流量控制

流量控制的目的：

业务流量控制就是要对用户使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，网络的服务质量仍处于可接受的水平。

衡量网络服务质量的指标有时延、包丢失率等。

1、基本的流量控制功能

ATM网络中实现流量管理和控制的基本方法：

呼叫接纳控制（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，决定是否接受这个呼叫。

用法参数控制/网络参数控制（UPC/NPC）

用法参数控制（UPC）和网络参数控制（NPC）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，为这个呼叫分配一定的带宽。这个带宽是所有连接共享的，而且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。

2、附加的流量控制功能

附加的流量控制功能可以支持、补充CAC和UPC/NPC的操作，主要包括：

优先级控制（CLP Control）

业务流整形（TS）

网络资源管理（NRM）

反馈控制（FC）等

二、拥塞控制

1、拥塞的概念及产生原因

拥塞是一种不正常的状态，在这种状态下，用户提供给网络的负载接近或超过了网络的设计极限，从而不能保证用户所需的服务质量（QoS），这种现象主要由网络资源受限或突然出现故障所致。

造成ATM拥塞的网络资源（称为瓶颈或拥塞点）一般包括：

交换机输入/输出端口

缓冲器

传输链路

ATM适配层处理器

呼叫接纳控制（CAC）器等

2、拥塞控制机制

ATM网络必须既要处理由于大于系统处理能力的通信量而引起的长期拥塞，又要处理由于通信中的突发性传输而引起的短期拥塞。

理想的拥塞控制机制是，在不发生拥塞的情况下，使网络负载增加到瓶颈资源的边缘并维持不变，从而最大限度地利用网络资源。

根据拥塞程度不同，拥塞控制分为3个层次：

　　拥塞管理

在非拥塞区域，拥塞管理工作的目的是确保网络负载不要进入拥塞区域。这种控制策略包括资源分配、废弃型UPC、完全预约或绝对保证的CAC以及网络工程。

拥塞回避

拥塞回避是实时的控制机制，它可在网络过载期间避免拥塞和从拥塞中恢复。如某些节点或链路出现故障时，就需要这种机制。拥塞回避程序通常工作在非拥塞区域和轻度拥塞区域之间，或整个轻度拥塞区域内。拥塞回避机制包括前向拥塞通知（ECN）、UPC、过预约CAC、阻塞式CAC、基于窗速率信誉的流量控制。

　　拥塞恢复

拥塞恢复程序可以避免降低网络已向用户承诺的业务质量。当网络因拥塞开始产生严重的丢失或急剧增加时延时，启动该拥塞恢复程序。拥塞恢复包括选择性信元废弃、UPC参数的动态设置，严重丢失驱动的反馈或断连等。

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