1.11 Traffic Descriptor & 1.12 ATM Network Management

1.11 Traffic Descriptor & 1.12 ATM Network Management 2조 임경준, 강인용, 김경민

Traffic Descriptor • 고유의 source traffic 특성을 나타내는 parameter들의 list • 다음은 the ATM Forum UNI specifications version 3.1 and 4.0에 의해 정의된 traffic parameter들이다. A mandatory Peak Cell Rate(PCR) in cells/second in conjunction with a CDV Tolerance(CDVT) in seconds An optional Sustainable Cell Rate(SCR) in cells/second (always, PCR) in conjunction with a Maximum Burst Size(MBS) in cells

ATM Network Management • ATM network management는 OSI standard의 network layer에 위치 • 계층적 구조 • Traffic을 처리하는 주요한 network management function - call acceptance control algorithm - traffic enforcement - congestion control

1.12.1 Management Architecture • 목적 : network상에서의 traffic처리 • 구조 : 3개 레벨의 계층으로 top down 구조로 구성 - ATM Resource Management - ATM Traffic Management - ATM Traffic Control

ATM Resource Allocation and Management Virtual Path Traffic Management Virtual Path Traffic Control Virtual Connection Traffic Control ATM network management architecture

ATM Resource Management • Virtual network을 설정하여 virtual path들이 특별한 QoS(Quality of Service)를 공급하도록 지시 • 이 레벨에서 virtual path 그룹들은 특정 potential user service를 받으려는 요구에 따라 dynamic하게 할당 • QoS의 할당, 우선 이용 권한의 결정, 적절한 경제적 중요성의 할당

ATM Traffic Management • Call connection admission을 제어 • 이 레벨에서 routing algorithm은 virtual connection을 결정하고 각각의 multi- plexing node에 user bandwidth를 할당하고 ATM resource management에 의해 부과된 방법에 따라 CAC를 실행

ATM Traffic Control • 2개 sublevel의 top-down 구조 -virtual path control -virtual connection control • Virtual path control은 연결 설정 이후 virtual path QoS의 인증을 담당 • 이 레벨에서 virtual path의 congestioncontrol을 수행하고 traffic volume이 할당된 threshold를 초과하지 않도록 확인

Call Acceptance Control • Call acceptance control algorithm의 목적 -어떤 새로운 VBR이나 CBR source에 대한전체 대역폭의 일부를 할당 • Call acceptance control algorithm은 network connection QoS에 대한 요구에 따라 처리

P = Pipe Bandwidth R = Requested Bandwidth A = currently Assigned Bandwidth Connection Admission Control(CAC) Logic Yes No R>P-A? Accept Request Deny Request Call Acceptance Control(cont.)

Call Acceptance Control(cont.) • Call acceptance control - Bandwidth allocation - Routing into the network - Dynamic management of the bandwidth

Call Acceptance Control(cont.) • Call acceptance control algorithm은 요구되는 대역폭을 계산하는 방법에 따라, direct & indirect algorithm, 두 가지 카테고리로 분류 • Indirect algorithm - Virtual bandwidrh method - Virtual trunk method

1.12.2.1 Direct Methods • 이 방법에서 QoS의 계산은 on-line으로 수행 • 다양한 서비스의 계층을 k 라고 는 k 계층에서 이미 받은 call수, 은 이용 가능한 최대 대역폭으로 가정  QoS를 만족하는 state들의 집합결정

1.12.2.1 Direct Methods(cont.) • Call admission region의 결정방법

n2 n1 Example of call admissible region in terms of network QoS for 2 types of class Call admissible region

1.12.2.2 Indirect Methods • 이 방법에서 control comptation의 일부분은 off-line으로 수행 • Potential virtual bandwidth의 값이 먼저 계산되고 메모리내의 상응하는 blocking probability로 저장 미리 정의한 call blocking prob.가 서비스의 다양한 형태를 인증

Indirect methods(cont.) • Virtual Bandwidth Methods • Virtual bandwidth 의 예 1. The sum of the peak bit rates 2. The convolution approach 3. The two-moment method

Indirect methods(cont.) • The convolution approach -The bandwidth required by the total traffic stream

Indirect methods(cont.) • The congestion probability • The rate of cells exceeding the link capacity

Indirect methods(cont.) • The cell rate for the individual traffic stream

Indirect methods(cont.) • The two-moment method

Indirect methods(cont.) • Estimation the tail of the density function of an aggregated traffic Chebyshev inequality

Indirect methods(cont.) • Virtual Trunk Method • Virtual trunk의 정의  the allowable number of calls in progress • 각각의 서비스 타입으로 특성화

1.12.3. Traffic Enforcement • Network traffic flow를 monitor • source와 network management 사이에 호 설정이 일치된 협의 계약에 따르는 것을 보장 • Enforcement는 police function들의 방법을 통해 수행

기본적인 policing function 1.the peak 2.the fixed window or jumping window 3.the moving window 4.the exponential weighted moving average(EWMA) 5.the leaky bucket

1. The peak(maximum cell rate) -유효 cell arrival에서 0부터 time counter를 set -counter가 Tmin이고 running 상태에 있기 전에 도착한 cell은 discard -이 solution은 어떤 종류의 traffic에서도 유효

2. The fixed window(jumping window) -counter가 max counting value N 아래에 있으면 각각 cell arrival에 counter를 증가 -counter value가 N이면 cell을 discard -길이 T의 counting interval 초기는 0으로 reset -이 solution은 stochastic arrival process model들 대부분에서 유효

3. The moving window -첫번째 cell이 도착하고 길이 T의 새로운 window가 그 시간에 정확하게 activated할 때 counter가 restarted되는 것을 제외하고는 jumping window와 동일하다. -이 solution은 Poisson arrival에서 유효

4. Exponential weighted moving average(EWMA) -jumping window의 확장 -연속적인 길이 T의 interval을 정의하고 각각 interval의 끝에 counter value를 0으로 set -만일 counter가 max N(n)아래일 경우 각각 interval에 대한 counter value를 증가 -counter value가 N(n)이면 cell을 discard -현재 interval의 끝에 다음 interval n에 대해 받아들여진 cell N(n+1)의 최대수와 모든 이전 interval에서 받아들여진 cell의 exponential weighted sum을 계산

5. Leaky bucket -counter가 max counting value 아래일 경우 각각 cell arrival에서 counter를 증가 -counter value가 N과 같으면 cell을 discard -counter가 0이상이면 매 D time마다 counter를 감소 -이 solution들은 Poisson, Bernoulli에 유효

1.12.4 Congestion Control • Source descriptor를 올바르게 선언하고 traffic enforcement를 수행했음에도 상당한 불확실성이 traffic 변동속에 존재 • Congenstion control의 2개 category -the preventive control -the feedback control

The preventive control(open loop network control) -statistical bound를 벗어나는 cell들을 버리는 policing 작업을 통해 행함 • The feedback control(closed loop network control) -queue congestion 상태는 monitoring 되고 control이 switching input이나 user source police function에 반응하기 위해 동작

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