ＡＴＭ流量控制器的原理和设计

实际应用中最常见的两种业务模式是ＣＢＲ和ＶＢＲ，它们分别对应着当前通信传输的语音和数据业务。针对ＡＴＭ的流量算法为ＧＣＲＡ（一般信元速率算法）。该算法可采用公式ＧＣＲＡ（Ｉ，Ｌ）来描述。其中Ｉ是时间增量，表示相对当前时刻的下一个信元到达时间间隔的理论值（期望值）。Ｌ是信元时延偏差容限，表示相对期望值的下一信元可以提前到达的最大容忍范围。对应于双漏桶算法，它可以表示为第一级漏桶处理ＰＣＲ，相应模型为ＧＣＲＡ１（１／ＰＣＲ，ＣＤＶＴ）。第二级漏桶处理ＳＣＲ的相应模型为ＧＣＲＡ２（１／ＳＣＲ，ＢＴ＋ＣＤＶＴ），根据ＡＴＭ论坛规定，ＰＣＲ是必须的，而ＳＣＲ是可选的。如果其中的Ｌ的值较大，则将增大数据的突发程度。第一级漏桶的监控是针对单个信元的，经过第一级漏桶的平均速率可以得到控制，但是突发性还是没有得到控制。第二级漏桶是以监控若干个信元为目的，它对突发性有良好的监控和抑制作用。对于ＣＢＲ型的流量，只需要第一级漏桶，因为它没有数据突发的概念，而对于ＶＢＲ业务类型，第二级漏桶也是需要的，因为它有数据突发可能，所以要对它进行监控。

由此可见，ＡＴＭ的流量控制技术是较为复杂的，而且也是其精髓之所在。在参考各种资料的基础上，本文提出了一种流控的调度算法。这种调度算法是基于各个ＵＴＯＰＩＡ的ＰＨＹ接口实现的。每个ＰＨＹ的接口上可能存在多种流量类型（如ＣＢＲ，ＶＢＲ等）。该算法可根据每个ＰＨＹ的流量类型来设置相应的多个调度表，每个表代表一种流量类型（如ＣＢＲ，ＶＢＲ等）。每个表由多个时隙槽组成，每个时隙槽中有多个要请求发送的ＡＴＭ连接，每个时隙槽中的连接容量定义为ｃｅｌｌｐｅｒｓｌｏｔ（ＣＰＳ）。每个表由两个指针组成，分别为实时指针ＲＰ和服务指针ＳＰ，其中ＲＰ在每经过ＣＰＳ个ＣＥＬＬ发送时间后将移动到下一个时隙槽，而ＳＰ则要等到某个时隙槽没有等待发送的ＣＥＬＬ时才能往下移动。如果一个连接在本时隙槽发送完后接着被调度到下个时隙槽发送，那么，此时将达到连接的最大比特速率为：

链接的最大速率＝ＰＨＹ端口的线速／ＣＰＳ

同理，某连接的最小速率就表示在每次表的轮询过程中只被调度一次，其可以表示为：

最小比特速率＝ＰＨＹ端口的线速／（（时隙数－１）×ＣＰＳ）

假设ＰＨＹ０的调度表的初始状态如图２左上角的图形所示，其中ＣＰＳ＝２，有８个时隙（ｔｉｍｅｓｌｏｔ），ＰＨＹ０共有两个流量类型，那么，将有两个优先级的调度表，分别是ＣＢＲ和ＵＢＲ业务类型，显然ＣＢＲ业务类型的优先级高于ＵＢＲ。调度表中的空白表示该时隙没有连接，连接１、２被安排在时隙Ｂ发送，连接３在时隙Ｃ，连接４、５、６在时隙Ｄ。ＣＢＲ和ＵＢＲ都是ＰＣＲ通信类型，它们可根据参数ＰＣＲ来进行调度。对于连接１、２，ＰＣＲ＝１／２ＭａｘＰＣＲ；对于连接３，ＰＣＲ＝１／３ＭａｘＰＣＲ；对于连接４、５、６，ＰＣＲ＝１／４ＭａｘＰＣＲ。开始时，服务指针和实时指针都指向时隙Ａ。从图２可以看到ＰＨＹ０的整个调度过程。第一次调度时，两个调度表的当前时隙（时隙Ａ）均没有ＣＥＬＬ；第二次调度时，调度表中仍没有连接，实时指针指向下一个时隙（时隙Ｂ）；第三次调度时，ＣＢＲ调度表的时隙Ｂ中有连接２和１，先调度２发送，然后为连接２重新安排调度，由于连接２的ＰＣＲ＝１／２ＭａｘＰＣＲ，所以将２写入时隙Ｄ； 

第四次调度时，连接１的处理类似；第五次调度时，调度连接３，其下次调度安排在时隙Ｆ；第六次调度时。ＣＢＲ和ＵＢＲ调度表的当前时隙（时隙Ｃ）中都没有连接，实时指针指向时隙Ｄ；第七次调度时，ＣＢＲ和ＵＢＲ调度表的时隙Ｄ中均有连接，由于ＣＢＲ优先级高．故从ＣＢＲ调度表中读取连接１；第八次调度时，连接２被调度，实时指针指向时隙Ｅ，注意到此时由于ＵＢＲ的连接未被调度，所以ＳＰ的指针就指在了那里：第九次调度时，ＣＢＲ调度表的时隙Ｅ中没有连接，而ＵＢＲ的时隙Ｄ有３个连接要求调度，这时从ＵＢＲ调度表中调度连接４，调度完后根据流量参数将连接４写入时隙Ｈ；第十次调度时，调度连接５，然后将连接５写入时隙Ｈ同时实时指针下移，但是，因为还有连接６没有被调度，所以服务指针还在Ｄ处。其余的调度可以以此类推。