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摘要：民航数据网ATM网络自投产以来已经成为民航空管系统覆盖全国范围的业务接入及骨干传输网络。随着民航系统的发展，空管业务保障等级的多样性以及不同业务之间速率的差异，使得网络维工作遇到了极大的挑战。本文就民航数据网ATM网络内提供的不同业务服务种类做简要介绍，并提出了一些业务虚电路带宽申请的优化建议。
关键词：ATM；Qos；PCR；SCR；双漏斗；压缩
民航数据网ATM网络（简称ATM数据网）自建成至今已成为空管业务主要的网络传输平台，其承载着自动转报、雷达、甚高频、气象、ADS等空管核心业务，同时也担负着OA、视频会议等日常办公和行政管理业务。不同的业务之间存在服务保障等级和带宽的巨大差异，而ATM数据网为不同保障要求的业务提供了相应的服务保障分类并提供了丰富的带宽资源。ATM数据网的这种特性在为用户接入不同类型的业务提供了巨大便利的同时，也对业务的申请者以及网络的维护人员如何更加合理的申请业务服务类型、计算和优化业务带宽提出了要求。通过本文，我们可以重新审视在申请业务电路时的要求的“保障”是否合理，同时也能够对ATM网络的现有带宽加以合理的使用。
1.ATM数据网中的Qos
1.1有保障服务类型和无保障服务类型
1.1.1有保障服务种类
ATM数据网中所谓有保障服务类型笼统的来讲是那些为用户提供预留带宽的服务种类。众所周知，ATM网络是一种面向连接的网络，在网络中开通一条虚电路ATM交换机将使用源路由即PNNI协议提供端到端的链路资源计算，并通过资源预留的方式向用户提供相应的Qos保障。在民航数据网ATM网络中，提供上述服务保障的服务类型有CBR、VBR（RT、NRT）。
1.1.2无保障服务种类
所谓无保障服务类型并不像人们想象的那样不提供任何的保障，ATM数据网中无保障的服务类型为UBR。这种类型的虚电路同CBR、VBR一样，也是通过PNNI协议进行路由计算后建立的，只是它不像CBR、VBR类型的虚电路一样对中继带宽如此“霸道”的占用。相反，UBR电路提供了更加灵活的带宽使用方式，提供了更加经济的“复用”效益。
2.ATM虚电路在网内资源预留的方式
2.1有保障服务类型的资源预留方式
CBR服务等级只使用单漏斗模型，即只规定PCR速率。而VBR服务等级使用双漏斗模型，即规定PCR速率，也规定SCR速率。对于有保障虚电路ATM网络会为其预留相应的网络资源即带宽（CPS）。CBR电路以PCR设置的速率预留带宽，而VBR电路以SCR速率预留带宽，也就是在电路建立后ATM交换机相应中继的剩余带宽应为总剩余带宽减去PCR或SCR之后的带宽。
2.2无保障服务类型的资源预留方式
对于无保障服务类型而言，电路建立后ATM网络并不为其预留相应的资源，业务电路最高以PCR速率传输，但平均传输速率要视网络的实际拥塞情况而定。
3.网内中继资源与业务增长之间的矛盾
虽然经过二期扩容，但目前ATM网络的中继带宽仍然相对紧张。这种相对紧张的情况主要发生在采用2M中级捆绑类型中继的一二级节点之间，这主要是由于业务增长过快和业务及网络的星型拓扑模型导致。
ATM数据网以北京网控至首都机场的155M光纤中继使用情况举例。图1是由网控综合网管系统对网控至首都机场155M中继实际信元速率在一天当中一段时间的统计结果。
从统计结果中可以看出收发两个方向上最高实际信元速率仅为53611.74cps，而实际带宽为353207cps，实际利用率为15.1%。同时，维护人员通过命令行查看交换机对该中继接口剩余带宽的统计发现剩余带宽为112087cps，总带宽利用率为68.2%。
交换机统计带宽利用和实际带宽利用率之间相差了53.1%，折合比特率达82Mbps左右。“消失”的这82M带宽并未给网络带来实际复用效益，同时也变相的降低了网络的业务接入能力。
4.对业务电路带宽的优化
4.1对业务电路服务类型的优化
在业务电路申请时，对以IP数据为主的非核心业务可以使用UBR业务，虽然此类业务并没有Qos保障，但在网络出现拥塞前仍可获得足够的带宽资源，由于UBR业务并不计入中继的带宽占用统计，所以在网络出现拥塞或部分中继线路故障时仍可保证业务的连通性不会中断，在实际使用中提供了较大的灵活性。
4.2对业务电路速率参数的优化
ATM数据网内的业务电路主要以帧中继（简称FR）接入方式居多，本文就此种接入方式给出相应的优化建议。
对于VBR类型FR-FR的电路，配置速率的参数主要有CIR、PCR和SCR。CIR与PCR和SCR有着一定的换算关系。在ATM中继中虚电路的PCR为峰值速率，SCR为平均速率，而带宽的预留主要与SCR有关。
以服务等级为nrt-VBR速率为256Kbps的虚电路的默认配置为例进行测试：
（1）256k nrt-VBR FR-FR虚电路SCR参数优化前：
优化前业务电路CIR为256Kbps，PCR为960cps，SCR为960cps，网络为其预留带宽为960cps。 （256Kbps业务速率等于32KBps）
ATM仪表和FTP软件显示显示该虚电路实际传输能力如下图：
（2）256k nrt-VBR FR-FR虚电路SCR速率优化后（未遇拥塞）：
此时业务电路CIR为256Kbps，PCR为960cps，SCR为860cps，网络为其预留带宽为860cps。
ATM仪表和FTP软件显示显示该虚电路实际传输能力如下图：
（3）256k nrt-VBR FR-FR虚电路SCR速率优化后（模拟拥塞）：
由于实验室环境不存在网络拥塞问题，故人为将PCR配置为860cps来模拟网络遇到拥塞的情况，此时PCR=SCR=860cps，网络为业务电路预留的带宽为860cps。
ATM仪表和FTP软件显示显示该虚电路实际传输能力如下图：
从该测试结果中可以看到优化前后传输平均值与期望值对比发现，在默认配置下用户在持续峰值传输时获得速率要大于期望业务电路速率。这样的峰值传输效果超出了预期，且很好的满足了未压缩的视频和语音业务的需要。然而，以数据业务为主的用户设备并不是时时刻刻都以峰值速率向网络发送数据，这就造成了网络用比预期还要高的预留资源为“碎片”似的数据服务。由此来看如果不优化SCR，网络将会因为业务电路中的“碎片”数据白白浪费了大量的预留带宽，从而使得网络的统计时分复用效益大大降低，同时也影响到了网络接入能力。
将以上测试方法扩展到 512Kbps rt-VBR和768Kbps rt-VBR FR-FR业务电路等到的实验结果：
结论
在ATM网络不可能再进行大面积扩容升级的情况下，从合理利用剩余带宽和提高网络复用效益的角度出发，适当的对仅传输数据为主，尤其是非持续传输大数据量的数据业务电路进行SCR速率优化是更加有效的一种方法。同时大家也需要看到的一点就是对于CBR这样单漏斗模型的业务电路和传输非压缩语音或视频的rt-VBR业务电路此种方法是不适合的，对高带宽大业务量的数据业务也应在实际测试后进行相应的优化。
参考文献：
[1]Cisco MACC MGX ATM Concentrator Configuration version 4.0 2003
[2]Cisco MACE MGX ATM Edge Switch Configuration version 4.0 2003
论文作者:刘仲
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：电路论文; 业务论文; 带宽论文; 速率论文; 网络论文; 数据论文; 类型论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;