一、QoS参数描述
ITU-T和ATMForum对接入控制定义的描述中,接入控制指的是网络在呼叫建立或者重新协商的过程中所采取的一系列行为。针对边缘路由器或提供不同应用的服务器来说,接入控制是服务开始的前提。相对于客户来说,接入控制表示一种服务端对能够提供满意服务能力的判断。在服务端通过该策略分析计算得出可接入的时候,说明当前有能力满足客户提交的业务分组中QoS参数的保证。若是不能满足,那么说明当前服务端自身资源不足,不能给予应有的服务。QoS参数指的是需要QoS保证的业务流特性,是接入策略用来判别提供服务的数据来源。在达成QoS应用以前,要把预先商定的QoS参数提交到服务提供端,进而进行协商。它的作用包括:一是限定了通信性能,使得路由器以此来实施业务的整形和管制;二是当该业务参数提交后,网络服务端需要判断当前是否能够支持该业务,这一点需要通过接入控制算法来进行。CAC包括两个过程:一是数值计算过程,二是判断接纳过程。前者是根据QoS参数和当前系统接入的情况,采用一定的理论进行计算,得到相应的数据;后者根据这些数据来进行接纳处理。数值计算过程中所需数据来源方式有两种,体现在接入算法的不同,一种是基于模型或参数的CAC策略,第二种是基于测量的CAC策略,其原理基本相似。根据所要求的服务性能(主要是丢失率)来计算满足这一条件所需的带宽,所不同的是基于模型的计算需要考虑一种严格意义上的排队模型,不需要考虑实时性要求,但服务质量的可靠性高。而基于测量的策略不考虑排队模型,只会分析流量特性,这种策略具有实时性保证,但服务质量的保证不如前者那么严格。
二、公平性的接入判别机制
公平性的接入判别是整个CAC机制的核心部分,在有新业务到达时,根据公平性来判断是否接入,而不是采用老的基于测量的算法,仅考虑带宽不足的情况。利用公平性的判断机制整个CAC要达到的效果是:第一,QoS最基础的服务质量,当接纳一个新的连接请求后,不但系统中原有的应用能够保证其服务质量,而且这个新的连接在系统中也能得到相应的服务质量。第二,在第一个前提下,保证链路的利用率最大化,也就是说在有限的带宽的情况下能够容纳一定的连接数量,并且这些不同类别连接的综合业务速率尽量接近链路带宽。第三,保证公平性,使系统的利用效率与满意度的综合指标最大化。1.等待状态的建立。在QoS的控制策略中加入公平性限制的方法是添加另外一种状态,即在原有的接纳(AcceptState)和拒绝(RefuseState)这两种连接状态中,再加入第三种状态:等待状态(HoldingState)。如果一个新生成的业务应用请求连接服务端时得到的反馈状态是等待状态,则意味着该业务被服务器弱连接或者说是预连接,即没有产生所请求业务速率的正常通信数据,但已经与服务端建立了一个连接通路服务端,保证这个连接没有产生其业务流量(一些必要的保持通信连接的数据包还是会产生,但很小),同时连接参数(包括业务类别到达业务速率等)也保存在服务器中(与之不同的是,当一个业务返回一个拒绝状态时,其通信参数是得不到保存的)。2.等待状态下对新业务的接入判断。当一个请求的服务因为当前系统带宽不够而处于等待状态时,经过一定的时间后,当前系统中会有一些连接中止把带宽释放出来。这个时间设为T,T时间后,系统剩余带宽如果大于或者等于处于等待状态中的请求的平均业务速率,该业务可以被接纳。同时考虑等待业务的超时时间Texpired,显然满足Texpired>T的条件这个等待的业务才有机会被接纳。设处于等待状态时,系统的剩余带宽为Brest,而处于等待状态中的业务到达速率为Rhold,经过最多Texpired后系统剩余带宽Brest要大于Rhold,此时等待状态中的业务就可以开始正常通信,为了实现新的连接过程需要利用Texpired和T。3.正常状态下对新业务的接入判断。这个正常状态是相对等待状态而言的,它指的是系统中没有处于等待状态业务的情况下,对新到达业务请求的处理。返回状态全部是拒绝显然不符合这里的公平性机制,但是只要不足就返回等待状态,也不一定能够达到控制目标。一旦某类业务处于等待状态,其它业务速率小于它的业务则不能被接入,这样经过一个较长的接入过程后,系统中整体会走向偏大业务的聚合,这是系统公平性的一个极端,实际上也可能是不公平的,除非是为特定通信设计的系统才能使用此策略。本文提出的策略是用当前业务的分布情况作出估计,根据公平度概念判断出是否应该返回等待状态,以便系统在长时间后处于稳定时各业务均能得到公平的接入,也使得整个QoS模型朝公平性、利用率二者的最优化方向逼近。基于这样的考虑,在正常状态下,一个新提交的业务因带宽不足而需要判断返回状态时,其处理过程首先要查看系统中已有的链路通信情况,根据获取的超时设定来估计在超时时刻到达前,系统中可否有存在的连接停止服务释放出的带宽满足该到达业务的要求,这在上一小节已经实现,如果能满足该条件再按照分类的不同、通信速率的不同估算整体的公平度,并根据新到达的业务计算被服务器接纳之后新的公平度,如果使得接入更公平则把这个业务置于等待状态,反之拒绝该业务的请求。
三、结语
3G是移动通信发展的大势所趋,本文论述了如何充分利用现有的网络优势,有目的地保证3G网络中多媒体业务的服务质量。在保证服务质量的基础上研究新的接入控制算法,是本文研究的主要问题。
作者:陈昱洁