13.6 ATM TRAFFIC MANAGEMENTBecause

13.6 ATM TRAFFIC MANAGEMENT
Because of their high speed and small cell size,ATM networks present difficulties in
effectively controlling congestion not found in other types of data networks. The
complexity of the problem is compounded by the limited number of overhead bits
available for exerting control over the flow of user cells. This area is currently the
subject of intense research, and approaches to traffic and congestion control are still
evolving. ITU-T has defined a restricted initial set of traffic and congestion control
capabilities aiming at simple mechanisms and realistic network efficiency; these are
specified in I.371. The ATM Forum has published a somewhat more advanced version of this set in its Traffic Management Specification 4.0. This section focuses on
the ATM Forum specifications.
We begin with an overview of the congestion problem and the framework
adopted by ITU-T and the ATM Forum. We then discuss some of the specific techniques that have been developed for traffic management and congestion control.
Requirements for ATM Traffic and Congestion Control
Both the types of traffic patterns imposed on ATM networks and the transmission
characteristics of those networks differ markedly from those of other switching networks. Most packet-switching and frame relay networks carry non-real-time data
traffic. Typically, the traffic on individual virtual circuits or frame relay connections
is bursty in nature, and the receiving system expects to receive incoming traffic on
each connection in a bursty fashion. As a result,
• The network does not need to replicate the exact timing pattern of incoming
traffic at the re exit node.
• Therefore, simple statistical multiplexing can be used to accommodate multiple logical connections over the physical interface between user and network.
The average data rate required by each connection is less than the burst rate
for that connection, and the user-network interface (UNI) need only be
designed for a capacity somewhat greater than the sum of the average data
rates for all connections.
A number of tools are available for control of congestion in packet-switched
and frame relay networks, some of which are discussed elsewhere in this chapter.
These types of congestion control schemes are inadequate for ATM networks.
[GERS91] cites the following reasons:
• The majority of traffic is not amenable to flow control. For example, voice and
video traffic sources cannot stop generating cells even when the network is
congested.
• Feedback is slow due to the drastically reduced cell transmission time compared to propagation delays across the network.
13.6 / ATM TRAFFIC MANAGEMENT 395
• ATM networks typically support a wide range of applications requiring capacity ranging from a few kbps to several hundred Mbps. Relatively simpleminded congestion control schemes generally end up penalizing one end or
the other of that spectrum.
• Applications on ATM networks may generate very different traffic patterns
(e.g., constant bit rate versus variable bit rate sources). Again, it is difficult for
conventional congestion control techniques to handle fairly such variety.
• Different applications on ATM networks require different network services
(e.g., delay-sensitive service for voice and video, and loss-sensitive service
for data).
• The very high speeds in switching and transmission make ATM networks
more volatile in terms of congestion and traffic control. A scheme that relies
heavily on reacting to changing conditions will produce extreme and wasteful
fluctuations in routing policy and flow control.
Two key performance issues that relate to the preceding points are latency/speed
effects and cell delay variation, topics to which we now turn.
Latency/Speed Effects
Consider the transfer of ATM cells over a network at a data rate of 150 Mbps. At
that rate, it takes seconds to insert a
single cell onto the network. The time it takes to transfer the cell from the source to
the destination user will depend on the number of intermediate ATM switches, the
switching time at each switch, and the propagation time along all links in the path
from source to destination. For simplicity, ignore ATM switching delays and assume
propagation at the two-thirds the speed of light. Then, if source and destination are
on opposite coasts of the United States, the round-trip propagation delay is about
seconds.
With these conditions in place, suppose that source A is performing a long file
transfer to destination B and that implicit congestion control is being used (i.e.,
there are no explicit congestion notifications; the source deduces the presence of
congestion by the loss of data). If the network drops a cell due to congestion, B can
return a reject message to A, which must then retransmit the dropped cell and possibly all subsequent cells. But by the time the notification gets back to A, it has transmitted an additional N cells, where
Ov

Kết quả (Việt) 1:

13.6 QUẢN LÝ LƯU LƯỢNG TRUY CẬP ATMDo tốc độ cao và kích thước tế bào nhỏ, ATM mạng hiện nay khó khăn tronghiệu quả kiểm soát tắc nghẽn không tìm thấy trong các loại khác của các mạng dữ liệu. Cácsự phức tạp của vấn đề là phức tạp bởi số bit trên cao, hạn chếsẵn sàng cho exerting kiểm soát dòng chảy của các tế bào của người dùng. Khu vực này là hiện nay cácchủ đề của nghiên cứu cường độ cao, và phương pháp tiếp cận để lưu lượng truy cập và kiểm soát tắc nghẽn đang vẫn cònphát triển. ITU-T đã xác định một thiết lập ban đầu bị hạn chế của điều khiển giao thông và ùn tắckhả năng nhằm mục đích cơ cấu đơn giản và hiệu quả thực tế mạng; đây là nhữngđược chỉ định trong I.371. Diễn đàn Máy ATM đã công bố một phiên bản nâng cao một chút hơn này tập hợp trong các 4.0 đặc điểm kỹ thuật quản lý lưu lượng truy cập. Phần này tập trung vàothông số kỹ thuật máy ATM diễn đàn.Chúng tôi bắt đầu với một tổng quan về các vấn đề tắc nghẽn và khuôn khổchấp nhận bởi diễn đàn Máy ATM và ITU-T. Chúng ta sau đó thảo luận về một số kỹ thuật cụ thể đã được phát triển để kiểm soát quản lý và ùn tắc giao thông.Yêu cầu cho máy ATM lưu lượng truy cập và kiểm soát tắc nghẽnCả hai loại mô hình giao thông áp dụng vào mạng lưới ATM và bộ truyền độngđặc điểm của các mạng khác nhau rõ rệt từ những người trong mạng chuyển mạch khác. Hầu hết các gói dữ liệu chuyển đổi và frame relay mạng dữ liệu không thực sự thời gian thực hiện.lưu lượng truy cập. Thông thường, giao thông trên mạch ảo cá nhân hoặc frame relay kết nốilà bursty trong tự nhiên, và hệ thống tiếp nhận sẽ nhận được lưu lượng truy cập đến ngàymỗi kết nối trong một thời trang bursty. Kết quả là,• Mạng không cần nhân rộng các mô hình chính xác thời gian đếngiao thông tại re nút exit.• Vì vậy, ghép kênh thống kê đơn giản có thể được sử dụng để chứa nhiều các kết nối hợp lý trên giao diện vật lý giữa người dùng và mạng.Tốc độ dữ liệu trung bình theo yêu cầu của mỗi kết nối là ít hơn so với tốc độ burstkết nối và sử dụng mạng lưới giao diện (UNI) chỉ cầnđược thiết kế cho công suất hơi lớn hơn tổng các dữ liệu trung bìnhtỷ giá cho tất cả các kết nối.Một số công cụ có sẵn để kiểm soát của tắc nghẽn trong gói chuyển sangvà frame relay mạng, một số trong đó sẽ được thảo luận ở nơi khác trong chương này.Các loại của các chương trình kiểm soát tắc nghẽn là không đủ cho mạng lưới ATM.[GERS91] trích dẫn những lý do sau:• Phần lớn lưu lượng truy cập không phải là amenable để kiểm soát dòng chảy. Ví dụ, giọng nói vànguồn video lưu lượng không thể dừng lại tạo ra các tế bào, ngay cả khi mạngtắc nghẽn.• Thông tin phản hồi là chậm do thời gian truyền tế bào giảm mạnh so với sự chậm trễ tuyên truyền trên mạng.13.6 / ATM GIAO THÔNG QUẢN LÝ 395• Máy ATM mạng thường hỗ trợ một loạt các ứng dụng đòi hỏi phải có năng lực khác nhau, từ một vài kbps đến vài trăm Mbps. tắc nghẽn tương đối simpleminded điều khiển chương trình nói chung cuối cùng xử phạt một đầu hoặckhác mà quang phổ.• Các ứng dụng trên mạng lưới ATM có thể tạo ra các mẫu lưu lượng truy cập rất khác nhau(ví dụ, liên tục tốc độ bit so với bit thay đổi tỷ lệ nguồn). Một lần nữa, nó là khó khăn nhấtthông thường các tắc nghẽn kiểm soát kỹ thuật để xử lý khá nhiều như vậy.• Các ứng dụng khác nhau trên mạng lưới ATM yêu cầu dịch vụ mạng khác nhau(ví dụ như nhạy cảm với sự chậm trễ về dịch vụ cho giọng nói và video, và mất nhạy cảmdữ liệu).• Tốc độ rất cao trong chuyển đổi và truyền tải làm cho mạng lưới ATMdễ bay hơi nhiều hơn về điều khiển giao thông và ùn tắc. Một chương trình dựarất nhiều trên phản ứng với việc thay đổi điều kiện sẽ sản xuất cực và lãng phíbiến động trong kiểm soát dòng chảy và chính sách định tuyến.Hai vấn đề hiệu suất quan trọng liên quan đến các điểm trước là độ trễ/tốc độtác dụng và di động chậm trễ biến thể, các chủ đề mà chúng tôi bây giờ quay.Độ trễ/tốc độ hiệu ứngXem xét việc chuyển giao các máy ATM các tế bào trong một mạng lưới dữ liệu tốc độ 150 Mbps. tạitỷ lệ đó, nó mất vài giây để chèn mộttế bào đơn lẻ trên mạng. Thời gian cần để chuyển các tế bào từ các nguồn đểngười dùng đích sẽ tùy thuộc vào số lượng các trung gian các thiết bị chuyển mạch ATM, cácchuyển đổi thời gian tại mỗi switch, và thời gian tuyên truyền cùng tất cả liên kết trong các đường dẫntừ nguồn đến đích. Để đơn giản, bỏ qua ATM chuyển mạch chậm trễ và giả địnhtuyên truyền tại hai phần ba tốc độ ánh sáng. Sau đó, nếu mã nguồn và đích làbờ biển đối diện của Hoa Kỳ, trễ trọn vòng truyền là vềgiây.Với những điều kiện ở nơi này, giả sử rằng nguồn A là thực hiện một tập tin dàichuyển đến địa điểm B và có kiểm soát tắc nghẽn tiềm ẩn đang được sử dụng (ví dụ,không có không có thông báo rõ ràng tắc nghẽn; nguồn kể sự hiện diện củatắc nghẽn bởi sự mất mát dữ liệu). Nếu mạng giọt một tế bào do tắc nghẽn, B có thểtrở lại một tin nhắn từ chối A, sau đó phải retransmit các tế bào bị bỏ và có thể tất cả các tế bào tiếp theo. Nhưng vào thời điểm thông báo được trở lại để một, nó đã truyền một tế bào N bổ sung, nơiOV

Kết quả (Việt) 2:

QUẢN LÝ GIAO THÔNG 13,6 ATM
Bởi vì tốc độ cao và kích thước tế bào nhỏ, khó khăn mạng ATM hiện tại của họ trong
việc kiểm soát có hiệu quả tình trạng tắc nghẽn không tìm thấy trong các loại khác của các mạng dữ liệu. Những
phức tạp của các vấn đề phức tạp bởi số lượng hạn chế của các bit mào đầu
có sẵn cho tiêu kiểm soát dòng chảy của các tế bào sử dụng. Khu vực này hiện đang là
đối tượng của nghiên cứu mạnh, và cách tiếp cận giao thông và kiểm soát tắc nghẽn vẫn đang
phát triển. ITU-T đã xác định một thiết lập ban đầu hạn chế của giao thông và kiểm soát tắc nghẽn
khả năng nhằm vào các cơ chế đơn giản và hiệu quả mạng lưới thực tế; chúng được
quy định tại I.371. Các diễn đàn ATM đã phát hành một phiên bản hơi tiên tiến hơn của bộ này trong quản lý giao thông của nó Thông số kỹ thuật 4.0. Phần này tập trung vào
các diễn đàn ATM.
Chúng ta bắt đầu với một tổng quan về các vấn đề ùn tắc và khuôn khổ
được thông qua bởi ITU-T và các diễn đàn ATM. Sau đó chúng tôi thảo luận về một số kỹ thuật cụ thể đã được phát triển để quản lý lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn.
Yêu cầu đối với máy ATM giao thông và điều khiển tắc nghẽn
Cả hai loại mô hình giao thông đối với mạng lưới ATM và việc truyền tải
các đặc tính của các mạng khác nhau rõ rệt với các bộ chuyển đổi khác mạng. Hầu hết các mạng gói chuyển mạch và chuyển tiếp khung mang dữ liệu phi thời gian thực
giao thông. Thông thường, giao thông trên mạch ảo cá nhân hoặc kết nối Frame Relay
là bùng phát trong tự nhiên, và các hệ thống nhận mong muốn nhận được lưu lượng gửi đến trên
mỗi kết nối trong một thời trang bùng phát. Kết quả là,
• Các mạng không cần phải nhân rộng các mô hình thời gian chính xác của đến
giao thông tại nút tái xuất cảnh.
• Do đó, ghép kênh thống kê đơn giản có thể được sử dụng để chứa nhiều kết nối logic trên các giao diện vật lý giữa người dùng và mạng.
Trung bình tốc độ dữ liệu theo yêu cầu của mỗi kết nối là ít hơn so với tốc độ bùng nổ
cho kết nối đó, và giao diện người dùng-mạng (UNI) chỉ cần được
thiết kế cho công suất hơi lớn hơn tổng của các số liệu bình quân
giá cho tất cả các kết nối.
một số công cụ có sẵn để kiểm soát tắc nghẽn trong chuyển mạch gói
. mạng và tiếp sóng khung, một số trong đó được thảo luận ở nơi khác trong chương này
. những loại đề án kiểm soát tắc nghẽn là không đủ cho các mạng ATM
[GERS91] trích dẫn những lý do sau:
• phần lớn các giao thông không tuân theo để kiểm soát dòng chảy. Ví dụ, thoại và
video giao thông nguồn không thể ngừng tạo ra các tế bào ngay cả khi mạng đang
bị ách tắc.
• Phản hồi chậm do sự cắt giảm đáng kể thời gian truyền tế bào so với sự chậm trễ tuyên truyền trên mạng.
13,6 / ATM QUẢN LÝ GIAO THÔNG 395
• Mạng lưới ATM thường hỗ trợ một loạt các ứng dụng đòi hỏi khả năng khác nhau, từ một vài kbps đến vài trăm Mbps. Đề án kiểm soát tắc nghẽn tương đối simpleminded thường kết thúc xử phạt một đầu hay
bên kia của quang phổ.
• Các ứng dụng trên mạng ATM có thể tạo ra các mẫu lưu lượng rất khác nhau
(ví dụ, tốc độ bit không đổi so với các nguồn tốc độ bit biến). Một lần nữa, nó là khó khăn cho
các kỹ thuật kiểm soát tắc nghẽn thông thường để xử lý nhiều loại khá như vậy.
• Các ứng dụng khác nhau trên các mạng ATM yêu cầu các dịch vụ mạng khác nhau
(ví dụ, dịch vụ chậm trễ nhạy cảm với âm thanh và video, và mất nhạy cảm với dịch vụ
cho dữ liệu).
• Các rất tốc độ cao trong chuyển mạch và truyền dẫn làm cho mạng ATM
có nhiều biến động về tình trạng tắc nghẽn và điều khiển giao thông. Một chương trình mà dựa
nhiều vào phản ứng với điều kiện thay đổi sẽ tạo ra cực và lãng phí
biến động trong chính sách định tuyến và kiểm soát dòng chảy.
Hai vấn đề hiệu suất quan trọng có liên quan đến các điểm trước đó là độ trễ / tốc độ
tác động và biến thể chậm trễ tế bào, các chủ đề mà bây giờ chúng ta quay lại.
độ trễ / tốc độ hiệu ứng
xem xét việc chuyển giao các tế bào ATM qua mạng với một tốc độ dữ liệu 150 Mbps. Ở
tốc độ đó, nó mất vài giây để chèn một
tế bào duy nhất vào mạng. Thời gian cần để chuyển các tế bào từ nguồn tới
người sử dụng đích sẽ phụ thuộc vào số lượng thiết bị chuyển mạch ATM trung gian,
thời gian chuyển đổi ở mỗi chuyển đổi, và thời gian tuyên truyền dọc theo tất cả các liên kết trong đường dẫn
từ nguồn đến đích. Để đơn giản, bỏ qua sự chậm trễ chuyển mạch ATM và giả định
tuyên truyền ở hai phần ba tốc độ của ánh sáng. Sau đó, nếu nguồn và đích là
trên bờ biển đối diện của Hoa Kỳ, tuyên truyền chậm trễ chuyến đi vòng quanh là khoảng
giây.
Với những điều kiện tại chỗ, giả sử rằng nguồn A được thực hiện một tập tin dài
truyền đến đích B và kiểm soát tắc nghẽn ngầm được đang được sử dụng (ví dụ,
không có thông báo ùn tắc rõ ràng; các nguồn suy luận sự hiện diện của
tắc nghẽn bởi sự mất mát dữ liệu). Nếu mạng giọt một tế bào do tắc nghẽn, B có thể
trả về một thông báo từ chối đến A, sau đó phải truyền lại các tế bào giảm và có thể tất cả các tế bào tiếp theo. Nhưng do thời gian thông báo sẽ trở lại A, nó đã truyền tải một tế bào N bổ sung, nơi
Ov