动态令牌分配的TCSN多级令牌桶流量监管算法

赵晋南,, ,

(西南交通大学 信息科学与技术学院,成都 611756)

0 概述

列车控制与服务网络(Train Control and Service Network,TCSN)[1]是列车控制业务与服务业务一体化传输的新型列车通信网络。针对列车网络复杂而多样的业务特性,TCSN采用区分服务的模式。DiffServ[2-3]网络与用户之间定义了服务等级合约(Service Level Agreement,SLA),内容主要包括控制与服务业务流的流量特性和传输特性。如果用户的业务流违反了SLA,则其订购的服务质量需求将不能得到保证,甚至会遭到拒绝服务。在DiffServ网络中,流量监管是提供QoS保证的一项重要技术,其作用是通过监督进入网络的流量速率来对超出部分的流量进行“惩罚”,从而使进入的流量被限制在一个合理的范围内。

在TCSN网络中,关键业务控制列车的正常运行,其必须得到优先传输。除关键业务外的控制和服务业务在传输时需要一定程度的服务质量保证,同时不能对关键业务的传输产生影响。逐跳行为(Per Hop Behavior,PHB)[4-5]规定在网络传输中采用AF(Assured Forward)转发除关键业务外的控制业务和服务业务,AF业务主要包括除关键业务外的控制业务、音频流业务、视频流业务、交互类业务、高保证业务、一般Web业务和P2P业务。在TCSN实际工作中,AF业务流量的实际到达率与SLA规定的速率并不相符,其容易对关键业务的传输产生影响,因此,必须对AF业务流量进行监管。

传统的流量监管方式[6-7]通过令牌桶[8-10]来实现,但在列车网络交换机中,令牌桶自身的参数和结构通常是静态的,对流量的监管也是静态的,这容易导致服务等级高的流量越来越大,而服务等级低的流量越来越小,同时,高等级业务流对应令牌桶的令牌最终会因溢出而丢弃。……