[发明专利]帧中继网络中过载情况的控制

说明书

本发明涉及在帧中继网络中用于拥挤管理的根据权利要求1前序部分的方法和根据权利要求7前序部分的系统。

拥挤是指这样一种情况：在特定时间，在某网络点(称为瓶颈资源)处传输请求数超过传输容量。拥挤通常导致过载状态，其结果是，例如缓冲器溢出，因此网络或者用户将重新传输包。拥挤管理(CM)的功能是维持传输请求与传输容量之间的平衡，使得瓶颈资源在最优级上工作，并且以确保公正的方式向用户提供服务。

拥挤管理可以分为拥挤避免(CA)和拥挤恢复(CR)。拥挤避免方法的目的在于：通过根据网络拥挤状态动态调节用户的带宽，并且/或者通过向网络路由报警，使得瓶颈资源的部分通信负载转移到空闲资源上，来防止网络中产生拥挤。而恢复方法的目的是：如果避免方法已经不能防止产生拥挤，则将瓶颈资源的工作恢复到最优级。

帧中继(frame relay FR)技术是一种取代当前所用的包交换网络连接的用于传输变长帧的包交换网络技术。当前包交换网络中广泛采用的协议(X.25)需要足够的处理，并且传输设备昂贵，其结果是速度也低。这些情况是因为这一事实：X.25标准是在所用的传输连接仍然非常容易出现传输错误时开发的。帧中继技术的出发点是相当低的传输线路错误概率。因此已经能够放弃帧中继技术中的某些不必要的功能，这使帧传递迅速且有效。帧方式载体服务(Frame Mode Bearer Service)一般在CCITT荐议I.233(参考文献1)和荐议Q.922(参考文献2)中相关的协议中描述。FR网络中的拥挤和拥挤管理机制在CCITT荐议I.370(参考文献3)中描述。为了更详细地描述FR技术，请参考1991年4月McGrawHill公司的Datapro Management of Data Commumications的An Overview of Frame Relay Technology(参考文献4)以及上述荐议。

在当前所用的FR网络分级结构中，节点具有仅与物理通道相应的接收和发送缓冲器，即，几个不同虚拟通道的通信和应用经过相同的缓冲器。对来自节点的链路输出，尽可能地排空缓冲器，而不考虑网络中总的拥挤程度。因此，尽可能多地加载来自节点的链路输出，即使在较接近网络中心(在拥挤节点处)时将可能放弃该帧。除了浪费网络资源之外，在网络中继节点处放弃帧影响以较长吞吐量延迟的形式利用网络的应用系统(虚拟通道是指具有一条传输链路长度的虚拟连接部分，而虚拟连接是实际的包交换端对端FR连接)。

即使在用户连接处根据通用服务参数Bc、Be和CIR对自虚拟通道所接收的通信进行监测，当从用户节点传送帧时，该监测也不起作用。[参数Bc(提交的脉冲串大小)代表在某时隙Tc(一般Tc＝1秒)内在网络上用户能够传输的最大数据量；参数Be(剩余脉冲串大小)代表在时隙Tc内用户能够超过值Bc的数据量；而参数CIR(提交的信息率)代表网络在正常状态下所保证的数据传输率，CIR＝Bc/Tc。这些参数在参考文献3中定义。]帧被从接收缓冲器按选定路线送到正确的通道专用的传输缓冲器。到达节点的帧从而根据FIFO原则经过整个节点。由于帧中继网络中通信的突发性，从上述经常可以推定一条虚拟通道占用一个节点的缓冲和中继容量的主要部分。这影响了向该节点提供通信的具有更长吞吐量延迟和更高帧丢失概率的其他虚拟通道。甚至一个具有高突发性或不可满足性的虚拟通道可能使该连接的其他虚拟通道的服务水平下降很大。

本发明的目的是避免上述缺陷，并提供FR网络中的一种新型的拥挤管理方法，以允许比以前更公正地和更有效地利用网络资源。这是通过本发明的方法实现的，其特征在于权利要求1的特征部分中所公开的内容。本发明的系统的特征在于权利要求7的特征部分中所公开的内容。

本发明的构思是，将拥挤通知从网络节点传输到其帧在该节点接收的虚拟通道的用户节点，并例如根据这些拥挤通知所指示的网络中的拥挤等级，在用户节点的虚拟通道专用缓冲器中控制由每条虚拟通道从用户节点向网络提供的通信量。

本发明的方法允许在所有用户之间公正划分单个节点，以及最终整个网络的中继容量。

下面，将参照附图中所示的例子更详细地描述本发明及其最佳实施方式，其中    

图1示出根据本发明的方法的典型工作环境，

图2示出根据本发明的FR网络用户节点，

图3示出FR网络中待传送的帧的格式，

图4示出网络中拥挤通知的传递，

图5a示出在第一示例情形下根据拥挤通知改变带宽，