接入網(wǎng)基礎知識:FECN前向擁塞標識學習筆記
可能很多人對FECN前向擁塞標識還不是特別的了解,這里我們主要分析了FECN前向擁塞標識的基礎知識。幀中繼服務提供幀的透明與非證實的傳輸,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)絡面臨擁塞時,可能會通知用戶擁塞發(fā)生,并假設用戶會采取舒適的行為去減輕擁塞,也可能只是丟掉這幀。
在網(wǎng)絡控制方面,為了降低系統(tǒng)開銷,F(xiàn)R采用了簡單的擁塞通知機制,而沒有使用顯式的基于每一條虛擬電路的控制機制。這主要是因為FR通常運行在比較穩(wěn)定的網(wǎng)絡介質(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,而不會影響到數(shù)據(jù)的完整性。FR所采用的擁塞通知機制由以下兩部分組成:前向擁塞標識(FECN)和后向擁塞標識(BECN)
FECN前向擁塞標識和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幀中還提供了一個可丟棄指示位(DE),用來標識當出現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞時可以丟棄的非重要數(shù)據(jù)。當DTE設備向FR網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)時啟動FECN機制。如果網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞,DCE設備(例如交換機等)將會自動把幀的FECN位設定為1。當數(shù)據(jù)幀到達目標接收DTE設備時,通過分析地址域(包含已經(jīng)設置為1的FECN位)就可以知道該幀是否在傳輸過程中經(jīng)歷網(wǎng)絡擁塞。位于接收方的DTE設備會把收到的信息傳遞給高層協(xié)議以進行進一步的處理。根據(jù)不同的情況,啟動流量控制機制或者忽略FECN前向擁塞標識位通知信息。當設置過FECN位的FR幀反向傳輸時,DCE設備會根據(jù)網(wǎng)絡情況對BECN位進行設置以通知接收方,該數(shù)據(jù)幀在方向傳輸過程中是否遇到網(wǎng)絡擁塞。DTE設備將上述信息傳遞給上層協(xié)議進行處理,根據(jù)不同的情況啟動流量控制機制或忽略BECN位信息。
擁塞控制主要應用擁塞避免和擁塞恢復這兩個機制。擁塞避免是在發(fā)生擁塞狀態(tài)時,網(wǎng)絡通過在用戶數(shù)據(jù)幀中置位 BECN和FECN,對用戶發(fā)出明確通知;如果此時用戶有效地降低發(fā)向網(wǎng)絡的業(yè)務量,就可緩解擁塞狀態(tài)。網(wǎng)絡使用FECN前向擁塞標識與BECN兩個比特來通知終端站點擁塞的發(fā)生,當網(wǎng)絡中幀流向相同方向發(fā)生擁塞時重置FECN比特;當網(wǎng)絡中幀流向相反方向發(fā)生擁塞時,重置BECN比特。這樣結果會導致這樣一種情況,當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)送方導致了擁塞。擁塞恢復是在用戶設備不能有效地對BEDN/FECN進行反應,致使網(wǎng)絡擁塞更趨嚴重時引發(fā)的,此時網(wǎng)絡會首先丟棄DE比特置位的用戶幀;如果仍不能緩和擁塞,則會丟棄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)絡設置,而且一般在中等擁塞時設置,所以此時網(wǎng)絡仍能傳輸幀,只有在嚴重擁塞時開始丟幀用戶端??梢杂玫刂纷侄沃械腄E比特給幀設定優(yōu)先級,網(wǎng)絡將先丟棄設置了DE比特的幀,但是標準中并不限制網(wǎng)絡只丟棄設置DE比特的幀,只是假設,但并不強調(diào)終端站點在檢測到網(wǎng)絡擁塞之后,會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,但幀中繼標準內(nèi)設計的這種帶內(nèi)擁塞信令限制了對擁塞的正確反應,阻止了更先進的擁塞控制模式的實現(xiàn)。因為帶內(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前向擁塞標識比特的設置,然后請求發(fā)送方減慢。但是事實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制,那就是CLLM(Consolidate Link Layer Management,強化鏈路層管理)。
CLLM占用一個獨立的DLCI,也就是帶外的,允許網(wǎng)絡傳送控制消息至用戶端。CLLM消息包含一個很可能導致?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的擁塞。對兩字節(jié)地址字段的幀,CLLM消息使用DLCI 1007格式,而對于三字節(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指示一個響應。幀中繼網(wǎng)絡可能在一專用DLCI上發(fā)送顯式擁塞控制消息,采用帶外信令報告擁塞。除了從遠端終端站點發(fā)出的幀和網(wǎng)絡上發(fā)送的LMI(Local Management Interface,本地管理接口)消息以外,終端站點也可能收到網(wǎng)絡產(chǎn)生的CLLM消息來報告擁塞。也可能用幀地址字段的比特采用帶內(nèi)信令報告擁塞,這樣終端站點除了遠端發(fā)出的幀和LMI消息外,不會收到別的幀。當網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時,網(wǎng)絡既可以在用戶的數(shù)據(jù)DLCI中置FECN/BECN比特,也可使用CLLM消息,還可以同時用。