Отчет мсэ-r f. 2058 Методы проектирования, применимые к системам широкополосного фиксированного беспроводного доступа, которые транспортируют

3.2 Механизмы организации очереди для систем FWA

Организация очереди может рассматриваться как операция буферизации для изменения порядка следования IP-пакетов и играет весьма важную роль в узлах продвижения данных. Эта операция выполняется, когда какой-либо узел ретранслирует пакет из входной очереди того или иного интерфейса в выходную очередь другого интерфейса, как показано на рис. 5. При таком процессе классификация пакетов и планирование пакетов выходной очереди играют очень важную роль при обеспечении управления CoS. В настоящем пункте рассматриваются методы организации выходной очереди, то есть методы планирования пакетов, и кратко представляются некоторые базовые механизмы.

РИСУНОК 5

Организация очереди и планирование пакетов в узле продвижения данных

3.2.1 Организация очереди по принципу "первым пришел – первым обслужен" (FIFO)

Организация очереди по принципу FIFO является наиболее распространенным механизмом, и многие производители внедряют его в свои продукты. Несмотря на то, что организация очереди по принципу FIFO является простым и быстрым механизмом, он страдает задержкой организации очереди при увеличении интенсивности трафика. Кроме того, он не может осуществлять дифференциацию обслуживания, что затрудняет обеспечение функций управления CoS.

3.2.2 Организация очереди по приоритету

В случае организации очереди по приоритету пакеты с высоким приоритетом всегда обрабатываются раньше других пакетов. Распознавание типа трафика и постановка высокоприоритетного пакета в начале выходной очереди обеспечивает организацию очереди по приоритету. Может использоваться несколько выходных очередей, соответствующих обеспечиваемым классам трафика. При организации очереди по приоритету пришедшие пакеты ставятся в выходную очередь в соответствии с определенным порядком. Поэтому пакеты с более высоким приоритетом передаются раньше пакетов с более низким приоритетом.

3.2.3 Организация очереди на базе классов (CBQ)

В случае CBQ трафик в сети подразделяется на несколько классов, которые определяются оператором сети, для осуществления различных операций по передаче, в соответствии с типами трафика. Пакет продвигается в соответствии с классом его трафика. Узлы продвижения данных имеют выходные очереди для каждого класса трафика, и оператор может планировать исходящий трафик для каждой очереди. В отличие от организации очереди по приоритету, CBQ предоставляет каждому пакету возможность быть переданным в соответствии с отнесенным к определенной категории уровнем передачи.

3.2.4 Взвешенная справедливая очередь (WFQ)

WFQ – это комбинированный механизм организации очереди по приоритету и организации справедливой очереди. Он реализует справедливую передачу данных с учетом приоритета и объема трафика для каждого класса трафика.

3.3 Схемы управления CoS на уровне 3 и выше

Для обеспечения управления CoS между конечными пользователями были предложены некоторые механизмы, которые работают на уровне IP. Эти схемы эффективны для обеспечения сквозного контроля CoS. Если базовые станции FWA или маршрутизаторы в системе обеспечивают эту функциональную возможность, то могут предоставляться различные мультимедийные услуги. Существующие методы управления CoS для уровней 2 и 3 или выше представлены в таблице 2.

ТАБЛИЦА 2

Существующие методы управления CoS

Уровень	Метод		Стандартизация
Уровень 2	Приложение H2 к стандарту IEEE 802.1D	Тегирование по Приложению H2 к стандарту IEEE 802.1D	Комитет IEEE 802
Уровень 3–4	MPLS	Коммутация с использованием меток	IETF
	DiffServ	Использование поля DS (поле ToS IP)	IETF
	RSVP	Сигнализация RSVP	IETF

3.3.1 Многопротокольная коммутация с использованием меток (MPLS)

Метод коммутации с использованием меток применяется для высокоскоростного продвижения пакетов. Метка, которая может быть направлена с уровня линии передачи данных, присваивается потоку данных с тем, чтобы отличить его от других потоков. Маршрутизаторы LSR используются в случае MPLS, при которой продвижение пакетов выполняется не с помощью уровня 3, а посредством уровня 2, проверяющего наличие метки в заголовке кадра пакетов. Следовательно, предоставляется возможность осуществления высокоскоростной коммутации пакетов, поскольку нет необходимости проводить анализ IP-заголовков, за исключением первого пакета.

При присвоении метки передаче данных этой передаче может быть также присвоено качество обслуживания. Распространение метки передачи данных другим маршрутизаторам LSR осуществляется с помощью протокола LDP. В этот момент распространяется также информация о классе обслуживания, а CoS обеспечивается с помощью маршрутизаторов LSR. Для обеспечения сквозного управления CoS крайний маршрутизатор LSR, который соединяет обычный маршрутизатор и другие LSR, должен также поддерживать модель DiffServ.

3.3.2 Дифференцированные услуги (DiffServ)

В случае модели DiffServ уровни обслуживания отличаются полем ToS в заголовке IP-пакета. Поле ToS не используется в IPv4, и значение этого поля заново определяется в модели DiffServ. В домене DS, который составляют узлы с DS, обеспечивается управление трафиком на основе стратегии или правила. Работа узлов DS, например способ продвижения пакетов каждого потока данных конкретного CoS, определяется PHB.

При передаче данных через домены DS с конкретным качеством обслуживания серверы, определяющие стратегию этих доменов DS, проводят взаимное согласование. Если SLA достигнуто, то диспетчер полосы пропускания запрашивает необходимую полосу пропускания для передачи данных.

3.3.3 Управление сетью на основе стратегии обеспечения CoS

Управление сетью на основе стратегии или правил необходимо для определения приоритета передачи данных в соответствии с требованием абонента или для проверки приоритета абонента. Для управления ресурсами сети или приоритетом абонентов будет использоваться контроллер стратегии и контроллер доступа.

Если применяется управление сетью на основе стратегии, то в системах FWA желательно использовать механизм централизованного управления доступом в протоколе уровня 2. Несмотря на то, что случайный доступ, как например CSMA или его разновидности, может быть достаточным для предоставления услуг с наилучшими усилиями, для распространения и обеспечения определенного CoS потока данных будет необходимо использовать механизмы централизованного управления, как например протокол на основе опроса.

Пример представлен на рис. 6.

РИСУНОК 6

Сеть на основе стратегии

3.3.4 Механизм управления CoS в системах FWA

Могут быть рассмотрены некоторые стратегии для внедрения механизма управления CoS в системах FWA, в соответствии с функциональными возможностями базовой станции FWA. В принципе, уровень MAC будет обладать функциональной возможностью управления CoS в отношении потока данных в беспроводной области, поскольку процедура доступа определяется на этом уровне.

3.3.4.1 Если базовая станция FWA является мостом

Если базовая станция FWA работает в качестве моста, как показано на рис. 7, то непосредственным способом реализации CoS является некоторая очередь, соответствующая каждому классу обслуживания. На основе информации о приоритете, содержащейся в заголовке кадра МАС, базовая станция оценивает приоритет кадра и соответственно ставит его в очередь. Если базовая станция ретранслирует кадр из проводной области в беспроводную или наоборот, то может потребоваться преобразование протокола, и вышеуказанная операция будет выполнена в этом процессе. При передаче кадра, содержащегося в буфере, базовая станция берет кадр из буфера в соответствии с определенным алгоритмом, а затем направляет его в канал. Методами обеспечения CoS могут быть методы организации очереди и управления приоритетом.

Другие подходы к реализации CoS будут исследованы в дальнейшем.

РИСУНОК 7

Базовая станция (BS) FWA с функцией моста

3.3.4.2 Если базовая станция FWA является маршрутизатором

Если базовая станция FWA работает в качестве маршрутизатора, то пример того, как обеспечивается управление CoS, приводится на рис. 8. В этом случае базовая станция должна обрабатывать информацию о приоритете различных уровней, т. е. уровня 3 и уровня 2. Во многих схемах применяется метод входящей сигнализации с тем, чтобы различать пакеты с высоким приоритетом от обычных пакетов, передаваемых с наилучшими усилиями. В данном случае информация о приоритете записана в заголовке пакета. Предполагается, что базовая станция FWA обладает функцией организации очереди по приоритету на уровне МАС, и что выполнено отображение класса обслуживания на уровень 3 и приоритета – на уровень 2.

РИСУНОК 8

Базовая станция (BS) FWA с функцией маршрутизатора

3.3.4.3 Абонентские терминалы

Для абонентского терминала системы FWA потребуются некоторые механизмы управления CoS.

При получении кадра данных уровень МАС абонентского терминала должен понять информацию о приоритете, содержащуюся в кадре, и передать ее на верхний уровень. Если абонент желает направить данные с высоким приоритетом, то уровень МАС терминала должен установить информацию о приоритете кадра.

Если абонентский терминал является источником данных с высоким приоритетом, то возможно, потребуется функциональная возможность проведения согласования с сервером стратегии, маршрутизатором или базовой станцией с целью резервирования полосы пропускания для данных.

жүктеу/скачать 7.22 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: