接入網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí):FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)學(xué)習(xí)筆記
可能很多人對(duì)FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)還不是特別的了解,這里我們主要分析了FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。幀中繼服務(wù)提供幀的透明與非證實(shí)的傳輸,收到的用戶數(shù)據(jù)除了地址與FCS字段被改變以外,均將被作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。幀中繼網(wǎng)絡(luò)面臨擁塞時(shí),可能會(huì)通知用戶擁塞發(fā)生,并假設(shè)用戶會(huì)采取舒適的行為去減輕擁塞,也可能只是丟掉這幀。
在網(wǎng)絡(luò)控制方面,為了降低系統(tǒng)開銷,F(xiàn)R采用了簡(jiǎn)單的擁塞通知機(jī)制,而沒有使用顯式的基于每一條虛擬電路的控制機(jī)制。這主要是因?yàn)镕R通常運(yùn)行在比較穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)之上,所以完全可以將流量控制功能交由上層協(xié)議完成,而不會(huì)影響到數(shù)據(jù)的完整性。FR所采用的擁塞通知機(jī)制由以下兩部分組成:前向擁塞標(biāo)識(shí)(FECN)和后向擁塞標(biāo)識(shí)(BECN)
FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)和BECN都是由位于FR幀頭部的比特位控制。除了FECN和BECN位之外,F(xiàn)R幀中還提供了一個(gè)可丟棄指示位(DE),用來標(biāo)識(shí)當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)可以丟棄的非重要數(shù)據(jù)。當(dāng)DTE設(shè)備向FR網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)FECN機(jī)制。如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞,DCE設(shè)備(例如交換機(jī)等)將會(huì)自動(dòng)把幀的FECN位設(shè)定為1。當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)目標(biāo)接收DTE設(shè)備時(shí),通過分析地址域(包含已經(jīng)設(shè)置為1的FECN位)就可以知道該幀是否在傳輸過程中經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)擁塞。位于接收方的DTE設(shè)備會(huì)把收到的信息傳遞給高層協(xié)議以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。根據(jù)不同的情況,啟動(dòng)流量控制機(jī)制或者忽略FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)位通知信息。當(dāng)設(shè)置過FECN位的FR幀反向傳輸時(shí),DCE設(shè)備會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況對(duì)BECN位進(jìn)行設(shè)置以通知接收方,該數(shù)據(jù)幀在方向傳輸過程中是否遇到網(wǎng)絡(luò)擁塞。DTE設(shè)備將上述信息傳遞給上層協(xié)議進(jìn)行處理,根據(jù)不同的情況啟動(dòng)流量控制機(jī)制或忽略BECN位信息。
擁塞控制主要應(yīng)用擁塞避免和擁塞恢復(fù)這兩個(gè)機(jī)制。擁塞避免是在發(fā)生擁塞狀態(tài)時(shí),網(wǎng)絡(luò)通過在用戶數(shù)據(jù)幀中置位 BECN和FECN,對(duì)用戶發(fā)出明確通知;如果此時(shí)用戶有效地降低發(fā)向網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量,就可緩解擁塞狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)使用FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)與BECN兩個(gè)比特來通知終端站點(diǎn)擁塞的發(fā)生,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中幀流向相同方向發(fā)生擁塞時(shí)重置FECN比特;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中幀流向相反方向發(fā)生擁塞時(shí),重置BECN比特。這樣結(jié)果會(huì)導(dǎo)致這樣一種情況,當(dāng)傳輸在某條特定虛電路上是單向的話,只有接受方被通知到擁塞,而可能恰恰是發(fā)送方導(dǎo)致了擁塞。擁塞恢復(fù)是在用戶設(shè)備不能有效地對(duì)BEDN/FECN進(jìn)行反應(yīng),致使網(wǎng)絡(luò)擁塞更趨嚴(yán)重時(shí)引發(fā)的,此時(shí)網(wǎng)絡(luò)會(huì)首先丟棄DE比特置位的用戶幀;如果仍不能緩和擁塞,則會(huì)丟棄Be數(shù)據(jù)乃至Bc數(shù)據(jù)。
FECN和BECN擁塞指示通常只由網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,而且一般在中等擁塞時(shí)設(shè)置,所以此時(shí)網(wǎng)絡(luò)仍能傳輸幀,只有在嚴(yán)重?fù)砣麜r(shí)開始丟幀用戶端??梢杂玫刂纷侄沃械腄E比特給幀設(shè)定優(yōu)先級(jí),網(wǎng)絡(luò)將先丟棄設(shè)置了DE比特的幀,但是標(biāo)準(zhǔn)中并不限制網(wǎng)絡(luò)只丟棄設(shè)置DE比特的幀,只是假設(shè),但并不強(qiáng)調(diào)終端站點(diǎn)在檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞之后,會(huì)減少自己的信息傳輸速率。
以上介紹的是帶內(nèi)擁塞控制方式,但幀中繼標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)設(shè)計(jì)的這種帶內(nèi)擁塞信令限制了對(duì)擁塞的正確反應(yīng),阻止了更先進(jìn)的擁塞控制模式的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閹?nèi)幀中繼擁塞控制方式依賴于送往目的地的數(shù)據(jù)中FECN前向擁塞標(biāo)識(shí)比特的設(shè)置,然后請(qǐng)求發(fā)送方減慢。但是事實(shí)上所依賴的端到端的流賴量控制過程可能就不存在這種限制,于是ITU-T又制定了另一種可選的信令機(jī)制,那就是CLLM(Consolidate Link Layer Management,強(qiáng)化鏈路層管理)。
CLLM占用一個(gè)獨(dú)立的DLCI,也就是帶外的,允許網(wǎng)絡(luò)傳送控制消息至用戶端。CLLM消息包含一個(gè)很可能導(dǎo)致?lián)砣腄LCI列表,希望通過限制指定的DLCI的數(shù)據(jù)傳輸來減輕終端站點(diǎn)的擁塞。對(duì)兩字節(jié)地址字段的幀,CLLM消息使用DLCI 1007格式,而對(duì)于三字節(jié)、或四字節(jié)地址字段的幀,CLLM以LAPF XID幀格式發(fā)送C/R字段,置1指示一個(gè)響應(yīng)。幀中繼網(wǎng)絡(luò)可能在一專用DLCI上發(fā)送顯式擁塞控制消息,采用帶外信令報(bào)告擁塞。除了從遠(yuǎn)端終端站點(diǎn)發(fā)出的幀和網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的LMI(Local Management Interface,本地管理接口)消息以外,終端站點(diǎn)也可能收到網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的CLLM消息來報(bào)告擁塞。也可能用幀地址字段的比特采用帶內(nèi)信令報(bào)告擁塞,這樣終端站點(diǎn)除了遠(yuǎn)端發(fā)出的幀和LMI消息外,不會(huì)收到別的幀。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí),網(wǎng)絡(luò)既可以在用戶的數(shù)據(jù)DLCI中置FECN/BECN比特,也可使用CLLM消息,還可以同時(shí)用。