异步传输模式 (ATM) : ATM 流量管理

了解 ATM 虚拟电路的 UBR 服务类别

2015 年 8 月 28 日 - 机器翻译
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简介

未指定比特率 (UBR) 服务类别是 ATM Forum 的流量管理规范 4.0 中定义的五种 ATM 服务类别之一。leavingcisco.com

五个服务类是:

UBR用于非实时应用,这种应用对传输延迟或信元丢失率无最大值限制。

本技术说明旨在说明UBR永久虚拟电路(PVC)和可变比特率非实时(VBR-nrt)PVC之间的区别,本文阐述了具有同样峰值信元速率(PCR)的两个虚拟电路(VC)有不同的带宽保证和调度优先级。这些不同可能影响用户的连接性能水平。

先决条件

要求

本文档没有任何特定的要求。

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

规则

有关文档规则的详细信息,请参阅 Cisco 技术提示规则

UBR 的优点与缺点

下面是UBR VC优缺点的摘要说明。这种ATM业务类型具有一些与带宽保证和调度优先级有关的重大缺点。下一节将进一步说明这些缺点。

优点:

  • 通过不为每个VC保留最低的带宽,可实现高度的统计复用。如果可用,VC将尽量使用带宽,直至配置的PCR。

  • 模仿通常由互联网所提供的尽力而为业务。适用于容忍延迟应用,并且不要求实时响应。这方面的例子包括电子邮件、传真、文件传输、远程登录、LAN和远程办公室互连。这种应用对延迟不敏感,但对信元丢失是敏感的。ATM交换机,例如Catalyst 8500,为UBR PVC分配更大的每VC队列最大限值。

    注意: 排队牺牲更加巨大的延迟最小化损耗。

    下面是具有特性卡每流排队(FC-PFQ)功能的Catalyst 8510 MSR中的输出样例,说明了ATM交换机如何以默认方式为包括UBR在内的非实时ATM业务类型分配更大排队最大限值。

    Switch>show atm resource    
    
       Resource configuration: 
          Over-subscription-factor 8 Sustained-cell-rate-margin-factor 1%    
    
       Abr-mode: efci 
          Service Category to Threshold Group mapping: 
          cbr 1 vbr-rt 2 vbr-nrt 3 abr 4 ubr 5 
          Threshold Groups: 
          Group Max    Max Q  Min Q      Q thresholds Cell    Name 
                cells  limit  limit      Mark Discard count 
                instal instal instal      
          ---------------------------------------------------      
          1     65535  63       63        25 % 87 %    0      cbr-default-tg 
          2     65535  127      127       25 % 87 %    0      vbrrt-default-tg 
          3     65535  511      31        25 % 87 %    0      vbrnrt-default-tg 
          4     65535  511      31        25 % 87 %    0      abr-default-tg 
          5     65535  511      31        25 % 87 %    0      ubr-default-tg 
          6     65535  1023     1023      25 % 87 %    0      well-known-vc-tg

缺点:

  • 作为UBR一部分规定的属性只有PCR和信元延迟变化容限(CDVT)。PCR只指示VC内的物理带宽限制。

    注意: UBR一相对新的变量,呼叫UBR+,允许ATM终端系统发信号最小信元速率到在连接请求的一台ATM交换机和ATM网络尝试维护此最低作为端到端保证。请参阅本文档了解ATM VC上的UBR+业务类型。

  • 对ATM接口分段和重组(SAR)调度程序来说,其它ATM服务类别的VC具有更高的优先级别。在出现信元时隙竞争的情况时,调度程序将时隙分配给具有更高优先级的服务类。

  • 对信元丢失率(CLR)和信元传输延迟(CTD)没有任何限制。由终端系统来处理信元丢失或延迟。

  • 对信元交付不提供保证。在更高层会出现重新传输。

尽管存在这些缺点,但设计合理的ATM网络可以执行拥塞控制、终端系统上的流量整形,以及早期数据包丢弃(EPD)或尾端数据包丢弃这些智能信元丢弃机制,从而合理地为UBR提供支持。换句话说,向UBR PVC所提供的任何服务质量(QoS)都是由网络设计方针和终端系统应用决定的,而不是通过 ATM内的任何操作来实现的。

了解带宽保证

本节说明路由器如何根据ATM服务类型,决定预留或不预留特定VC的带宽来实现带宽保证。在调度下一个信元从某端口传输时,一个称为调度程序的流程从有保证的信元速率的PVC中选择一个信元。

下表列出了由速率调度程序为每个服务类别所保证的信元速率。

服务类别 受保证的信元速率
恒定比特率(CBR) PCR
vbr-rt 平均信元速率(SCR)
vbr-nrt SCR
可用 比特率 (ABR) 非零最小信元速率(MCR),如果有规定的话
UBR+ 非零MCR,如果发信号由路由器;适用于仅交换虚拟电路(SVC)在PA-A3
UBR

连接ATM的路由器和ATM交换机都通过相应的步骤来满足带宽保证。下面看一看路由器是如何完成这项任务的。

在下面的例子中,我们在PA-A3 ATM端口适配器上为PVC配置了服务类别。

  1. 1.执行show atm interface atm命令。请注意两个关键值:"PLIM Type:“PLIM类型:SONET -因为接口还不支持任何PVC,所以可用带宽等于物理线速。

    Router#show atm interface atm 5/0 
       Interface ATM5/0: 
       AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 0    
    
       Maximum Transmit Channels: 0 
         Max. Datagram Size: 4528 
         PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE 
         Cell-payload scrambling: ON 
         sts-stream scrambling: ON 
         0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out drop 
         Avail bw = 155000 
         Config. is ACTIVE
  2. 2. 配置PVC,并将其分配给具有50 MB SCR的VBR-nrt ATM服务类别。

    Router(config)#interface atm 5/0 
       Router(config-if)#pvc 1/200 
       Router(config-if-atm-vc)#? 
       ATM virtual circuit configuration commands: 
        abr               Enter Available Bit Rate (pcr)(mcr) 
        broadcast         Pseudo-broadcast    
        class-vc          Configure default vc-class name 
        default           Set a command to its defaults 
        encapsulation     Select ATM Encapsulation    for VC 
        exit-vc           Exit from ATM VC configuration mode 
        ilmi              Configure ILMI management 
        inarp             Change the inverse arp timer on the PVC 
        no                Negate a command or set its defaults 
        oam               Configure oam parameters 
        oam-pvc           Send oam cells on this pvc 
        protocol          Map an upper layer protocol to this connection. 
        random-detect     Configure WRED 
        service-policy    Attach a policy-map to a VC    
        transmit-priority set the transmit priority for this VC    
        tx-ring-limit     Configure PA level transmit    ring limit 
        ubr               Configure Unspecified Bit Rate (UBR) for this interface 
        vbr-nrt           Enter Variable Bit Rate (pcr)(scr)(bcs)    
    
       Router(config-if-atm-vc)#vbr-nrt 55000 50000 100
    
  3. 3.执行show atm interface atm命令以查看最新可用的带宽值。注意,减去路由器的带宽等于我们的VBR-nrt VC的SCR。

    Router#show atm interface atm 5/0 
       Interface ATM5/0: 
       AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 0    
    
       Maximum Transmit Channels: 0 
         Max. Datagram Size: 4528 
         PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE 
         Cell-payload scrambling: ON 
         sts-stream scrambling: ON 
         0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out dropVBR-NRT : 50000      
         Avail bw = 105000
         Config. is ACTIVE
  4. 4.现在来创建具有50 MB PCR的UBR PVC。show atm interface atm命令的输出证明:该服务类别不提供任何最小带宽保证,并且可用带宽与ATM接口仅仅支持nrt-VBR PVC时的带宽相同。

    Router(config)#interface atm 5/0 
       Router(config-if)#pvc 1/300 
       Router(config-if-atm-vc)#ubr 50000    
    
       Router#show atm interface atm 5/0 
         Interface ATM5/0: 
         AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 0    
    
       Maximum Transmit Channels: 0 
         Max. Datagram Size: 4528 
         PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE 
         Cell-payload scrambling: ON 
         sts-stream scrambling: ON 
         0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out dropVBR-NRT : 50000      
         Avail bw = 105000 
         Config. is ACTIVE

换言之,路由器ATM接口首先为CBR VC的PCR分配带宽,然后,用PCR和SCR来描述VBR-rt和VBR-nrt业务类别。其次, vbr-rt和vbr-nrt类描绘的是为他们的PCR和SCR。最后,减去ABR VC的MCR。对于其他服务类别的VC,如UBR,任何剩余的带宽都是可用的。但是,剩余带宽的数量和出现的时间是不受保证的。交替地, UBR PVC优点是他们允许高度统计复用由不是预留带宽每个VC,既使当非默认PCR配置。

了解传输优先级

ATM业务类型除了可设置任何带宽保证之外,还将影响ATM接口上由SAR芯片所分配的优先级别。自Cisco IOS�软件版本12.2(5),在PA-A3的SAR使用六个内部传输优先级优先级别并且指定默认级别到每个VC。传输优先级确定在信元时间内选择哪个排队的信元从某接口中发送出去,确保该ATM服务类别(通常提供更强声韧QoS和数据流保证)更有可能获得下一个信元时隙。

下表列出了ATM服务级别和在PA-A3上默认的传输优先级。

服务类别 传输优先级
"CBR, Operation, Administration, and Maintenance (OAM) 信元和信令" 0
ATM适配第5层(AAL5)或AAL2 ATM语音(VoATM) VC (任何服务类别) � 1
rt-VBR 2
nrt-VBR 3
ABR 4
UBR 5

注意: 如果使用思科IOS�Software版本12.2(4) �or前,只有四个SAR传输优先级优先级别是available.�Configuring每vbr-nrt PVC PCR和SCR设置对同样重视在PA-A3的提供相同的实时业务等级性能CBR的或vbr-rt数据的。

在PA-A3上,在VC配置模式中采用transmit priority命令来改变优先级的值。在以下示例,一个自定义优先级划分机制通过更改VC的传输优先级配置从四的到两。

  1. 1.创建UBR PVC,并指定可选PCR。在默认情况下,如果您在配置PVC时未规定整形参数,路由器则安装一个带等于物理ATM接口线速的PCR的UBR PVC。在下面的内容中,我们配置了10 MB非默认PCR。

    Router(config)#interface atm 5/0
       Router(config-if)#pvc 1/100 
       Router(config-if-atm-vc)#ubr ? 
        <1-155000> Output Peak Cell Rate (PCR) in Kbps    
    
       Router(config-if-atm-vc)#ubr 10000
    
  2. 2.执行show atm vc \{vcd#\}命令以查看PVC参数。注意路由器是如何将默认传输优先级值4分配给UBR PVC的。

    Router#show atm vc 2 
       VC 2 doesn't exist on interface ATM2/0 
       ATM5/0: VCD: 2, VPI: 1, VCI: 100 
       UBR, PeakRate: 10000 
       AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0x20, VCmode: 0x0 
       OAM frequency: 0 second(s) 
       PA TxRingLimit: 0 particles 
       PA Rx Limit: 0 particles 
       InARP frequency: 15 minutes(s) 
       Transmit priority 4 
       InPkts: 0, OutPkts: 0, InBytes: 0, OutBytes: 0 
       InPRoc: 0, OutPRoc: 0, Broadcasts: 0 
       InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0 
       InPktDrops: 0, OutPktDrops: 0 
       CrcErrors: 0, SarTimeOuts: 0, OverSizedSDUs: 0 
       OAM cells received: 0 
       OAM cells sent: 0 
       Status: ACTIVE
  3. 3.进入VC配置模式,并配置非默认传输优先级值。注意不要使用传输优先级1,此值预留给控制流量,如OAM和信令等。

    Router(config)#interface atm 5/0 
       Router(config-if)#pvc 1/100 
       Router(config-if-atm-vc)#? 
       ATM virtual circuit configuration commands: 
        abr                 Enter Available Bit Rate (pcr)(mcr) 
        broadcast           Pseudo-broadcast    
        class-vc            Configure default vc-class name 
        default             Set a command to its defaults 
        encapsulation       Select ATM Encapsulation for VC 
        exit-vc             Exit from ATM VC configuration mode 
        ilmi                Configure ILMI management 
        inarp               Change the inverse arp timer on the PVC 
        no                  Negate a command or set its defaults 
        oam                 Configure oam parameters 
        oam-pvc             Send oam cells on this pvc 
        protocol            Map an upper layer protocol to this connection. 
        random-detect       Configure WRED 
        service-policy      Attach a policy-map to a VC    
        transmit-priority   set the transmit priority for this VC    
        tx-ring-limit       Configure PA level transmit    ring limit 
        ubr                 Configure Unspecified Bit Rate (UBR) for this interface 
        vbr-nrt             Enter Variable Bit Rate (pcr)(scr)(bcs)    
    
        Router(config-if-atm-vc)#transmit-priority ? 
          <1-4> priority level    
    
        Router(config-if-atm-vc)#transmit-priority 2
    
  4. 4.再次执行show atm vc \{vcd#\}命令以确认设置。注意路由器是如何将传输优先级改为2的。

    Router#show atm vc 2
       VC 2 doesn't exist on interface ATM2/0 
       ATM5/0: VCD: 2, VPI: 1, VCI: 100 
       UBR, PeakRate: 10000 
       AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0x20, VCmode: 0x0 
       OAM frequency: 0 second(s) 
       PA TxRingLimit: 0 particles 
       PA Rx Limit: 0 particles 
       InARP frequency: 15 minutes(s) 
       Transmit priority 2 
       InPkts: 0, OutPkts: 0, InBytes: 0, OutBytes: 0 
       InPRoc: 0, OutPRoc: 0, Broadcasts: 0 
       InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0 
       InPktDrops: 0, OutPktDrops: 0 
       CrcErrors: 0, SarTimeOuts: 0, OverSizedSDUs: 0 
       OAM cells received: 0 
       OAM cells sent: 0 
       Status: ACTIVE

重要的是要注意传输优先级只改变VC优先获得访问某一特定信元时隙的可能性。传输优先级不更改SAR调度器的行为,并且不实现最低带宽保证。所有UBR PVC继续提供尽力传输。

比较PCR与VBR-NRT和UBR PVC的区别

如果通过公共运营商来提供ATM PVC,需要了解ATM终端系统(如Cisco路由器)与ATM交换机处理VBR-nrt和UBR的不同之处。还必须要了解ATM服务种类的定义,如:峰值信元速率,而不仅仅知道流量速率的定义。在带宽保证、延迟和信元丢失方面,ATM服务类别定义了ATM 网络设备和路由器如何处理虚拟电路(VC)信元。

注意: ATM物理链路的二末端可以配置用不同的服务类。这种服务类类型不被承载在信元头中的任何地方。但是,若选择这种方式,请注意上述VC流量处理的区别。

网络设计注意事项

在设置ATM PVC并为这些VC选择ATM业务种类时,最好考虑以下方面:

  • 是否需要为用户提供带宽保证?

  • 是否需要在延迟和信元丢失方面提供限制?

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