[发明专利]电信网中的信息流控制无效

专利信息
申请号: 98808150.4 申请日: 1998-07-14
公开(公告)号: CN1267419A 公开(公告)日: 2000-09-20
发明(设计)人: 马建 申请(专利权)人: 诺基亚网络有限公司
主分类号: H04L12/56 分类号: H04L12/56;H04Q11/04
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 代理人: 张维
地址: 芬兰*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 电信 中的 信息 控制
【说明书】:

发明一般涉及电信网中的信息流控制。具体地说,本发明涉及分组交换电信网中尤其是采用传输控制协议(TCP)作为传送层协议的网络中的拥塞控制。

众所周知,TCP是数据传送的最通用的传送层协议。在两个进行通信的主机之间,它提供了一种面向连接的可靠的数据传送。(主机是指连接到网络的计算机,或者是任何可以连接到一个网络以便为另一个连接到同一网络的主机提供服务的系统)。TCP采用了多种技术,通过监测各种与连接有关的变量来充分发挥该连接的性能。例如,TCP包括一种避免拥塞的内部算法。

ATM(异步传送方式)本身是一种(较新的)面向连接的分组交换技术,国际电信标准化组织ITU-T已将这一技术选作宽带综合业务数字网(B-ISDN)的目标方案。在ATM网中,通过采用标准长度(53个字节)的短分组(通称为信元),已消除常规分组网所存在的问题。ATM网很快被作为骨干网,用于TCP/IP网(比如因特网)的各个部分。

虽然ATM被设计成用来提供一种端对端传送级业务,但将来网络很可能用这样一种方式来实现:(a)TCP/IP仍将作为事实上的网络标准和(b)只有部分端对端的连接的路径采用ATM来实现。因此,即使ATM继续被应用,仍需要用TCP来提供端对端传送功能。

ATM的采用还意味着,实现方式必须能支持广泛采用TCP作为传送层协议的大量传统的现有数据应用。为将现有上层协议移入到ATM网中,以前已考虑了若干种在ATM网中进行拥塞控制的方法。

拥塞控制涉及到分组交换网业务管理的一般问题。拥塞是指在特定时刻的传输请求数超出了某一网络点的传输容量(称为瓶颈资源)的情形。通常,拥塞会导致过载状况。结果,例如缓冲器溢出,从而网络或者用户要重发这些分组。一般而言,拥塞在进入特定链路的入局业务量大于出局链路容量时出现。拥塞控制的主要作用是为了确保良好的吞吐量和延时特性,同时保持对用户合理的网络资源分配。对于其业务量的分布情况常常具有高度突发性的TCP业务,拥塞控制带来了一个复杂的问题。众所周知,分组损失会导致TCP吞吐量严重下降。因此,为了具有尽可能好的吞吐量,应当达到最小数量的分组损失。

本发明涉及分组交换网中的拥塞控制。由于上述原因,这些网络大多数是并且在可预见的将来仍将是TCP网或基于ATM的TCP网(即TCP提供端对端传送功能而ATM网提供主要“比特管道”的网络)。下面将简要描述这些网络的拥塞控制机制。

ATM专题详细说明了五种不同的使业务特征和服务质量(QoS)要求与网络特性相结合的业务类型。这些业务类型是:恒定比特率(CBR)、实时可变比特率(rt-VBR)、非实时可变比特率(nrt-VBR)、有效比特率(ABR)和未指定比特率(UBR)。这些业务类型在保证业务和所谓的“最大努力业务”之间分配业务,后者是在使用了保证业务后插入到剩余带宽的业务。

这种最大努力业务的一种可行的方案是使用ABR(有效比特率)信息流控制。在ABR信息流控制之后的基本思想是采用专门的信元,所谓的RM(资源管理)信元,以便调整信源速率。ABR信源通过发送与数据信元混合在一起的RM信元,定期探测网络状态(诸如带宽利用率、拥塞状态和紧急拥塞等因素)。这些RM信元在目的地处转向并被送回到信源。沿这一路径,ATM交换机可将拥塞信息写在这些RM信元中。一旦接收到返回的RM信元,信源便可以根据这些信元所载带的信息来提高、降低或保持其速率。

在基于ATM的TCP网中,信源与目的地之间通过一种IP/ATM/IP子网互连。图1示出了网络中的TCP信源A与TCP目的地B之间的连接,其中该连接通路通过了一个采用ABR信息流控制的ATM网。当在ATM网中检测到拥塞时,ABR速率控制生效,并命令边缘路由器R1降低其到ATM网的传输速率。因此,ABR控制环的目的在于命令该网络的ATM信源降低其传输速率。如果拥塞仍存在,那么路由器中的缓冲器将达到其最大容量。结果,路由器开始丢弃一些分组,从而使TCP拥塞窗减小(拥塞窗概念将在后面详述)。

从拥塞控制观点来看,图1中的网络包括两个独立的控制环:ABR控制环和TCP控制环。然而,这种取决于不同协议层上的双拥塞控制方式的拥塞控制可能对网络的性能产生意外的和不希望有的干扰。为了更精确地处理这种干扰,内控制环(ABR环)可在外控制环(TCP环)中产生一些意外的延时。

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