简单计算 ABR业务平均 ACR的反馈流量控制算法 (2002年)

为了提高异步传输网络中可用比特率(ABR)业务的二进制反馈流量控制算法的综合性能,通过使用计算方法对现有流量控制算法的研究,提出了一种新的二进制反馈算法 -简单计算平均信元速率的比例速率控制算法 (SM-PRCA)。在该算法中,网络交换节点通过处理后向资源管理(RM)信元,向 ABR业务源传输最新的网络拥塞状况指示。当网络发生拥塞后,通过考察具体的物理链路拥塞程度和当前虚链路(VC)的实际发送速率,有选择性地设置后向 RM信元中的拥塞指示(CI)和不允许增加(NI)字域。该算法通过仿真显示出了明显优于显式 ### 简单计算ABR业务平均ACR的反馈流量控制算法 #### 一、引言 随着网络技术的发展，异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode, ATM）作为一种高效的网络传输技术，在通信领域得到了广泛的应用。为了更好地管理和优化ATM网络中的数据传输，特别是对于可用比特率（Available Bit Rate, ABR）业务，提出了多种流量控制算法来应对网络拥塞问题。本文介绍了一种名为简单计算平均信元速率的比例速率控制算法（Simplified Mean ACR Calculation-based Proportional Rate Control Algorithm, SM-PRCA），旨在提高现有ABR业务流量控制算法的综合性能。 #### 二、背景与问题 在ATM网络中，ABR业务提供了一种动态调整数据传输速率的服务，使得数据流可以根据网络的实时状态进行速率的增减。为了实现这一目标，通常采用二进制反馈流量控制算法来监测网络拥塞情况，并据此调整数据源的发送速率。然而，现有的流量控制算法（如显式前向拥塞指示算法Explicit Forward Congestion Indication, EFCI和增强比例速率控制算法Enhanced Proportional Rate Control Algorithm, EPRCA）在公平性、系统带宽利用率等方面存在一定的局限性。 #### 三、SM-PRCA算法原理 ##### 1. 后向资源管理信元 SM-PRCA算法的核心是利用后向资源管理（Backward Resource Management, RM）信元来传输最新的网络拥塞状况。在网络发生拥塞时，交换节点会根据当前物理链路的拥塞程度以及每个虚拟连接（Virtual Connection, VC）的实际发送速率，有选择性地设置后向RM信元中的拥塞指示（Congestion Indication, CI）和不允许增加（No Increase, NI）字段。 ##### 2. 拥塞指示（CI） CI字段用于指示VC连接是否遇到拥塞。如果设置了CI字段，则表示该VC连接遇到了一定程度的拥塞，数据源需要减少发送速率以减轻网络压力。 ##### 3. 不允许增加（NI） NI字段用于指示VC连接是否可以增加其发送速率。如果设置了NI字段，则表示该VC连接不应该进一步增加其发送速率。 ##### 4. 平均信元速率（Mean ACR） SM-PRCA算法的一个关键特性在于它能够简化平均信元速率（Mean Available Cell Rate, ACR）的计算过程。通过这种方法，算法能够在更短的时间内做出响应，从而更快地调整数据源的发送速率。 #### 四、SM-PRCA算法优势 通过与EFCI和EPRCA算法进行对比，SM-PRCA算法展现出了以下优势： - **带宽分配公平性**：SM-PRCA算法能够在不同的VC连接之间更加公平地分配带宽资源。 - **系统带宽利用率**：相比于EFCI算法，SM-PRCA算法能够更有效地利用系统带宽，提高整体网络性能。 - **队列长度**：SM-PRCA算法能够有效降低网络交换节点的队列长度，减少数据包延迟。 - **与其他算法的比较**：在某些方面，SM-PRCA算法甚至表现得比EPRCA算法更优秀，特别是在基于近似平均ACR计算的情况下。 #### 五、结论 SM-PRCA算法作为一种新型的流量控制算法，通过对现有二进制反馈流量控制机制的改进，显著提高了ABR业务的性能。通过更精确地识别网络拥塞状况并快速调整发送速率，该算法不仅能够提高带宽分配的公平性和效率，还能够有效降低网络延迟，为用户提供更好的服务质量。未来的研究可以进一步探索SM-PRCA算法在不同网络环境下的适用性和优化空间。