计算机网络参数及其对网络性能的影响

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1、计算机网络参数及其对网络性能的影响计算机网络参数及其对网络性能的影响　引言　　　　在分析计算机网络性能时，经常用的参数是带宽延迟乘积（band.　　现在假设所有的连接能力是一样的，都是u信元/秒，所有的点到点的广播延迟不包括队列延迟是t1秒。他们的乘积是ut1，并且是远远大于1的。由于信元的长度是1/u秒，这表明如果发送源始终以全能力发送信元的话，当它发送了u个信元的时候，在同时就有ut1个信元在通路上。现在如果目的地的缓冲区发生了拥塞并且试图给信号源发送反馈信号以停止源的传送。那些已发送的ut1个信元就不能被控制而只能是被丢弃。另外假设由发生拥塞目的地所发送

2、的反馈信号需要用t2秒才能到达源端，这样又会有ut2个信元已发送到通路上。（假设以反馈控制信号方式传送的信元或是来自前方的信源确认信号会走一条不同于图c的通路）这时在通路上的信元总数是u（t1+t2）。T=t1+t2便是环路广播延迟，uT便是延迟带宽乘积。对于高速网络来说这是一个很大的数字，并且导致了高速网络拥塞控制的复杂性。　　现在让我们看一个具体的例子。假设传送率是150Mbps。现在相应的带宽乘积是ut=1800。若传送率是2.4Gbps，uT则是28000。（ATM信元长度1/u是177nsec）　　　　ATM的拥塞及控制的讨论　　　　由于在高速网中会

3、有这样多的信元被发送。那么反馈或者说闭环控制是否还能有效的控制拥塞已成为了一个有争议的问题。我们都很清楚如果网络控制不好很容易导致不稳定的状态。许多在B-ISDN和ATM网络领域工作的人都提倡用我们前面所说的开环或流量整形来控制网络。他们提倡用开环控制和一种叫侵犯标签（violationtagging）技术的结合来控制拥塞（1990年）。在这种技术中信元被分成了两组。那些必须通过的信元和最大努力发送所需的。通路中的某一个节点有了拥塞，那些具有侵犯标签的信元将被丢弃。ATM的信元头CLP比特可完成这项功能。　　ATM网络传送的数字语音就是这种技术的很好的举例。八

4、比特的语音信号被分成了两组;四个最重要的比特和四个不太重要的比特。接连的最重要的比特组成了ATM的一组信元，接连不太重要信元组成了另一组ATM的信元，ATM的信源头CLP比特可以设置成标志信息。当网络中有拥塞发生时，这些信元将被丢弃。这种机制已被建议在图像流量控制中应用。图像信息按层分为不同的等级，比特按不同的等级分给了不同等级的组。当拥塞发生时可以将不太重要等级的组丢弃，如果有必要也可降低图像质量，丢弃重要级别较高的组。漏桶控制机制也被建议允许信元改变控制限制而不是将信元丢弃。但是这些丢弃的信元还会引起拥塞吗？这仍是一个有争议的问题。　　尽管闭环控制被一些在

5、ATM领域所工作的人所忽略，但是人们已普遍认识到了闭环控制在ATM网络中的应用。ATM论坛（一个有影响的旨在推广ATM应用的私人组织）提倡并大力支持基于可用比特率（ABRavailablebiterate）的闭环控制。ATM论坛作了一些模拟研究，并且证实闭环反馈的ABR拥塞控制将是一个用于基于ATM的广域高速宽带网的非常有用的技术。近些年对于ABR闭环控制的讨论一直是一个热门话题。　　ATM区别于其他网络的最主要特征是它的复杂的流量管理。ATM网络现在可提供五种服务，他们是恒定比特率（CBR），实时可变比特率（RT-VBR），非实时可变比特率（NRT-VBR）

6、，可用比特率（ABR），为指定比特率（UBR）。对于数据传输ABR服务当然是理想的，使用这种服务避免了作长期的固定带宽的承诺，它是为有促发性的网络设计的，而计算机网络都具有促发性;在某一个时间网络可能没有数据流或者说很少，在某一时刻可能有许多源同时向网络中发送数据，致使流量超过了网络的能力导致拥塞。在这种服务中，交换机可以给发送源提供反馈信息，发送源根据反馈信息控制流量，交换机监视它自身的载荷并且公平地将可用带宽分配给运动的数据流。这就保证了竞争的数据源可以公平地分配可用带宽，并且保证了连接能充分有效地利用。ATM在1995年的二月提出了避免拥塞的显式反馈算法

7、（ERICATheexplicitratEindicationforcongestionavoidancealgorithm）。自从那时起ATM论坛作了许多性能研究，提出了许多种模型。下面将简单介绍ERICA的工作方式。　　在这种反馈控制中，交换机发送反馈控制信息在资源管理（RM,resourcemanagement）信元中指示。源周期地发送RM信元，通过交换机由交换机进行特殊处理然后发送到接收者，当接收者收到了RM信元后进行处理然后发回给源。RM信元包含源现在的信元速率（CCR），信元的一些位可被交换机使用来为发送源提供反馈信息。他们是显式速率（ER），拥塞

8、指示（CI）旗，不增加（NI）指示旗。