林習良，周錦標，趙乾宏

(中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇 江陰214431)

1 引言

在應(yīng)用某型多業(yè)務(wù)交換機(Multiservice Switch，MSS)作為節(jié)點設(shè)備組建的幀中繼數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)中，某節(jié)點需同時與不同方向傳輸多路同步數(shù)據(jù)和IP數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)運行期間，在設(shè)備連接正常的情況下，先后發(fā)現(xiàn)了通過不同廣域網(wǎng)鏈路傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)相互影響和IP數(shù)據(jù)影響同步數(shù)據(jù)兩種異常現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為IP數(shù)據(jù)有明顯丟包、傳輸時延和時延抖動大幅增加、同步數(shù)據(jù)瞬間失步。

針對數(shù)據(jù)傳輸方面的問題，已有一些論文進行過分析介紹，但大多著眼于單個業(yè)務(wù)本身傳輸出現(xiàn)異常，很少涉及不同種類業(yè)務(wù)間干擾引起的問題。文獻[1]對同步數(shù)據(jù)傳輸中接口信號時序關(guān)系異常引起的問題進行了分析，文獻[2－4]對IP數(shù)據(jù)傳輸中存在的問題進行了分析，相應(yīng)方法均無法解決本文發(fā)現(xiàn)的問題。

本文通過對先后出現(xiàn)的兩種異?，F(xiàn)象工作狀態(tài)的比對，對故障觸發(fā)條件進行了分析與仿真，確定所發(fā)現(xiàn)的問題與IP數(shù)據(jù)流量過大導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞有關(guān)，通過采取限速和區(qū)分發(fā)送優(yōu)先級等措施，實現(xiàn)了各業(yè)務(wù)穩(wěn)定可靠傳輸，實際使用效果在多次大型任務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸中得到了檢驗。

2 存在問題

2.1 業(yè)務(wù)連接關(guān)系

該型MSS支持面向連接和無連接兩類業(yè)務(wù)。比特透明數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(Bit Transparent Data Service，BTDS)屬于面向連接類型，采用面向路徑路由系統(tǒng)，它通過建立并保持的端到端路徑進行傳輸，業(yè)務(wù)鏈路一旦建立，傳輸路徑也相對固定，但受板卡時鐘限制，只能支持9.6～3840 kbit/s范圍內(nèi)部分特定的速率。虛擬路由器(Virtual Router，VR)業(yè)務(wù)屬于無連接類型，采用動態(tài)分組路由系統(tǒng)(Dynamic Packet Routing System，DPRS)，IP數(shù)據(jù)通過幀中繼的永久虛電路(Permanent Virtual Circuit，PVC)傳輸，所經(jīng)路由根據(jù)數(shù)據(jù)包中的地址信息和各節(jié)點路由表確定，并隨網(wǎng)絡(luò)拓撲和數(shù)據(jù)流量的狀態(tài)變化而自動調(diào)整，能夠支持50 Mbit/s以下任意速率。

在該數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)方案設(shè)計時，綜合考慮業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計、板卡支持速率和帶寬利用率等因素，MSS采用BTDS部件傳輸同步數(shù)據(jù)，通過同步串行接口相連，為數(shù)據(jù)終端互聯(lián)提供傳輸通道;采用VR部件傳輸IP數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)口相連，為兩地局域網(wǎng)LAN11與LAN21、LAN12與 LAN32互聯(lián)提供廣域網(wǎng)鏈路，并實現(xiàn)兩網(wǎng)隔離。在衛(wèi)星電路帶寬受限情況下，業(yè)務(wù)連接關(guān)系和相應(yīng)傳輸速率如圖1所示。在圖1中，節(jié)點1以發(fā)送速率3648 kbit/s、接收速率384 kbit/s(簡寫為3648/384 kbit/s，其他速率表示方法類同)的雙向不對稱衛(wèi)星電路作為Trunk與節(jié)點2相連，并通過節(jié)點2與傳輸網(wǎng)其他節(jié)點互聯(lián)，開通業(yè)務(wù)包括兩路同步數(shù)據(jù)和兩路 IP數(shù)據(jù)，其中LAN11與LAN21通過VR1廣域網(wǎng)鏈路互聯(lián)，傳輸重要的實時任務(wù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流量比較平穩(wěn)，對鏈路傳輸時延和丟包率有一定要求;LAN12與LAN32通過VR2廣域網(wǎng)鏈路互聯(lián)，傳輸日常辦公信息和提供FTP文件傳送服務(wù)，數(shù)據(jù)流量具有較大的突發(fā)性，要求鏈路提供盡可能高的吞吐量。同步數(shù)據(jù)1與同步數(shù)據(jù)2均為數(shù)字話音業(yè)務(wù)，對傳輸實時性要求較高。

圖1 業(yè)務(wù)連接關(guān)系Fig.1 Connection relationship of the service

2.2 存在問題

各業(yè)務(wù)單獨調(diào)試正常后，當節(jié)點1所有業(yè)務(wù)同時運行時，LAN11網(wǎng)內(nèi)終端接收的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了丟包、時延和時延抖動大幅增加等現(xiàn)象，而同步數(shù)據(jù)1、同步數(shù)據(jù)2及LAN12網(wǎng)內(nèi)終端接收的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)均正常。檢查節(jié)點1與節(jié)點2間的衛(wèi)星電路質(zhì)量，誤碼率優(yōu)于1×10－7，滿足指標要求;在LAN11網(wǎng)內(nèi)終端上Ping遠端LAN21路由器廣域網(wǎng)口，發(fā)現(xiàn)已存在丟包;根據(jù)故障現(xiàn)象，考慮到節(jié)點1入口帶寬較小，初步判斷廣域網(wǎng)鏈路出現(xiàn)擁塞的可能性較大，試關(guān)閉VR2業(yè)務(wù)，LAN11網(wǎng)內(nèi)終端接收數(shù)據(jù)正常，Ping LAN21路由器廣域網(wǎng)口無丟包，恢復(fù)VR2業(yè)務(wù)后故障復(fù)現(xiàn)。由此可見，節(jié)點1開通的兩個VR業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在傳輸過程中存在相互影響。

根據(jù)技術(shù)資料，MSS開通VR業(yè)務(wù)除了需配置傳輸路由、網(wǎng)絡(luò)地址和協(xié)議部件等基本參數(shù)外，如需提供差別化的業(yè)務(wù)傳輸性能和服務(wù)質(zhì)量，還要根據(jù)業(yè)務(wù)特點配置PVC路由策略、傳輸速率和發(fā)送優(yōu)先級等參數(shù)。針對上述問題，對通信各方狀態(tài)設(shè)置進行比對梳理，發(fā)現(xiàn)各節(jié)點VR業(yè)務(wù)傳輸速率、路由策略等符合方案要求，發(fā)送優(yōu)先級為默認的最低級0，將VR1業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置為最高級15后，先前的問題得到解決。

系統(tǒng)穩(wěn)定運行很長一段時間后，在一次業(yè)務(wù)聯(lián)試過程中，在VR2業(yè)務(wù)關(guān)閉的情況下，節(jié)點1運行的業(yè)務(wù)又多次出現(xiàn)閃斷現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為同步數(shù)據(jù)1和同步數(shù)據(jù)2出現(xiàn)瞬間失步，同時LAN11網(wǎng)內(nèi)終端接收的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)有丟包。閃斷現(xiàn)象出現(xiàn)時同步查看衛(wèi)星電路質(zhì)量良好，幀中繼Trunk狀態(tài)和業(yè)務(wù)連接均正常;查看同步數(shù)據(jù)終端上記錄的告警信息，存在本地失步，接收數(shù)據(jù)誤碼率大于1×10－3，而遠端對應(yīng)終端接收數(shù)據(jù)正常、無失步。隨后了解到，在第一次出現(xiàn)閃斷現(xiàn)象時間點附近，LAN11網(wǎng)內(nèi)一業(yè)務(wù)終端按照遠端用戶要求進行了重啟，并接收了LAN21中相應(yīng)終端遠程下發(fā)的策略。而關(guān)閉LAN11內(nèi)各業(yè)務(wù)終端，保持VR1業(yè)務(wù)開通但LAN11與LAN21間無業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)廣域網(wǎng)鏈路傳輸，同步數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)工作正常。

3 機理分析

根據(jù)上述現(xiàn)象和圖1所示設(shè)備連接關(guān)系，可確定節(jié)點1與節(jié)點2間全程鏈路物理連接正常，傳輸異?？赡苡蒑SS參數(shù)設(shè)置或廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)流量等方面的原因引起。下面首先從參數(shù)設(shè)置入手在節(jié)點1進行分析排查。

3.1 參數(shù)說明

在MSS開通業(yè)務(wù)鏈路需配置的參數(shù)中，與鏈路服務(wù)等級相關(guān)的高級設(shè)置見表1。其中，業(yè)務(wù)傳輸優(yōu)先級包括發(fā)送優(yōu)先級和丟棄優(yōu)先級兩個參數(shù)，發(fā)送優(yōu)先級(Transfer Priority或Emission Priority)表示業(yè)務(wù)的緊急程度，代表數(shù)據(jù)隊列等待發(fā)送時輸出的先后順序;丟棄優(yōu)先級(Discard Priority)表示業(yè)務(wù)的重要程度，代表網(wǎng)絡(luò)擁塞時隊列中數(shù)據(jù)被丟棄的先后順序。最初狀態(tài)下節(jié)點1相關(guān)參數(shù)均采用默認值，雖然發(fā)送優(yōu)先級通常在發(fā)送端設(shè)置，但根據(jù)VR業(yè)務(wù)PVC連接雙方商定的主/從屬性，節(jié)點1呼叫類型設(shè)為永久主叫端(PermanentMaster)，節(jié)點2設(shè)為永久被叫端(PermanentSlave)，由于越過發(fā)送優(yōu)先級(TransferPriorityOverRide)參數(shù)有效，主叫端設(shè)置的發(fā)送優(yōu)先級也在被叫端生效，即節(jié)點2 VR業(yè)務(wù)的發(fā)送優(yōu)先級也由節(jié)點1相應(yīng)參數(shù)決定。

表1 MSS相關(guān)參數(shù)設(shè)置Fig.1 Parameters of MSS

對于發(fā)送優(yōu)先級，幀中繼不同類型業(yè)務(wù)或路由系統(tǒng)采用不同的表示方式，BTDS分0、1、2共3級，VR業(yè)務(wù)分0～15共16級，DPRS路由等級分Multimedia、Delay和Throughput 3級，與 Trunk傳輸隊列的發(fā)送優(yōu)先級對應(yīng)關(guān)系見表2[5]。

表2 幀中繼發(fā)送優(yōu)先級定義Fig.2 Frame relay transfer priority definitions

當Trunk成幀類型為Interrupting時，其優(yōu)先級分Interrupting、High和 Normal 3級，這意味著支持Interrupting隊列為最高傳輸優(yōu)先級，它能夠隨時中斷優(yōu)先級為Normal或High的正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀而先行傳輸，待其完成后其他數(shù)據(jù)再恢復(fù)傳輸，而優(yōu)先級為High的數(shù)據(jù)只能等待位于其隊列前面的優(yōu)先級為Normal或High的數(shù)據(jù)傳輸完成后才能進行傳輸。Trunk上不同優(yōu)先級隊列傳輸關(guān)系如圖2所示，圖中數(shù)字表示按時間先后生成的待發(fā)送數(shù)據(jù)隊列序號。

圖2 幀信元中繼傳輸隊列Fig.2 Frame － cell trunk transmission queues

3.2 VR業(yè)務(wù)相互影響

針對節(jié)點1最初發(fā)現(xiàn)異常時兩個VR業(yè)務(wù)受影響的不同現(xiàn)象，先對通過VR1和VR2傳輸?shù)臄?shù)據(jù)特性進行分析。在TCP/IP模型中，傳輸層主要有兩種協(xié)議，即傳輸控制協(xié)議(Transfer Control Protocol，TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)。TCP具有差錯檢測、重發(fā)控制和流量控制等功能，能夠提供有連接的、可靠的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)，但衛(wèi)星通信的大時延會嚴重影響TCP的性能，應(yīng)用于衛(wèi)星鏈路時存在一個傳輸速率瓶頸，最大吞吐量不會超過1 Mbit/s[6];UDP傳輸效率較高，它為應(yīng)用層提供的是一個不可靠的、無連接的傳輸服務(wù)，由應(yīng)用層自行完成數(shù)據(jù)的差錯控制等功能[7]。根據(jù)前面提到的不同業(yè)務(wù)特點和各自傳輸要求，LAN11與LAN21間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用 UDP協(xié)議，LAN12和LAN32間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用TCP協(xié)議。當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或傳輸鏈路質(zhì)量下降時，在不同的差錯控制機制作用下，UDP數(shù)據(jù)被直接丟棄，LAN11網(wǎng)內(nèi)終端便會發(fā)現(xiàn)丟包現(xiàn)象，而TCP數(shù)據(jù)丟棄后被要求重傳，LAN12網(wǎng)內(nèi)終端顯示的是傳輸速率有所下降，難以發(fā)現(xiàn)丟包現(xiàn)象。因此，在相同條件下，UDP數(shù)據(jù)比TCP數(shù)據(jù)更易受鏈路質(zhì)量的影響，要保證其傳輸可靠性，需進一步改善其傳輸鏈路條件。

最初狀態(tài)下兩個VR業(yè)務(wù)的發(fā)送優(yōu)先級均為默認值0，根據(jù)表2中定義，幀中繼路由系統(tǒng)將以吞吐量(Throughput)最大為準則，盡可能利用可用帶寬，這正好適應(yīng)了LAN12與LAN32間傳輸?shù)男畔⑻攸c和需要。前面已指出，LAN12與LAN32間的業(yè)務(wù)包含F(xiàn)TP文件傳送服務(wù)，極易出現(xiàn)持續(xù)的大流量數(shù)據(jù)，當該數(shù)據(jù)流與通過VR1傳輸?shù)钠渌麡I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)一起進入Trunk隊列時，Trunk處于重負荷狀態(tài)(尤其是入口電路)，而幀中繼具有丟包率隨吞吐量或帶寬利用率提高而增大的特點[5]，此時等效于鏈路傳輸質(zhì)量下降，對優(yōu)先級同為 Normal的 VR1中的UDP數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

由于節(jié)點1入口電路帶寬較小且受衛(wèi)星電路限制，VR業(yè)務(wù)可用的帶寬難以進一步提高，提高傳輸優(yōu)先級成為改善鏈路條件的重要選擇。當將VR1業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級提高為15后，路由系統(tǒng)將其按照對時延敏感的多媒體數(shù)據(jù)(Multimedia)來處理，LAN11與LAN21間的UDP數(shù)據(jù)能夠中斷VR2中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸，從而避免了低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的影響。

3.3 VR業(yè)務(wù)影響B(tài)TDS

圖3 節(jié)點2路由器與MSS連接關(guān)系Fig.3 Connection relationship between router and MSS in node 2

通常情況下，同步數(shù)據(jù)的傳輸要求要高于IP數(shù)據(jù)，因此，幀中繼網(wǎng)中面向連接業(yè)務(wù)默認傳輸優(yōu)先級為最高，無連接業(yè)務(wù)默認傳輸優(yōu)先級為最低。前面為解決VR業(yè)務(wù)相互影響問題將VR1業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置為15后，它在Trunk傳輸隊列中的優(yōu)先級與BTDS相同，兩種不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將按進入Trunk隊列的時間先后順序傳輸。當數(shù)據(jù)流量未超過可用帶寬時，不管何種優(yōu)先級的業(yè)務(wù)、是否超出預(yù)期流量，幀中繼網(wǎng)都會盡力傳輸，數(shù)據(jù)包不會被丟棄;若數(shù)據(jù)流量超出可用帶寬，Trunk出現(xiàn)擁塞，在數(shù)據(jù)包被丟棄的同時，可用帶寬在優(yōu)先級相同的BTDS與VR業(yè)務(wù)之間公平分配，而數(shù)據(jù)包則按照各自的丟棄優(yōu)先級丟棄而不考慮業(yè)務(wù)類型等方面的限制，因VR業(yè)務(wù)丟棄優(yōu)先級(Normal)比BTDS低，發(fā)生擁塞時VR業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包首先被丟棄，所以先出現(xiàn)IP數(shù)據(jù)丟包，后出現(xiàn)同步數(shù)據(jù)失步，嚴重時就會出現(xiàn)兩種業(yè)務(wù)同時閃斷。因同步數(shù)據(jù)終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)碼速率固定，在VR2業(yè)務(wù)已經(jīng)關(guān)閉的情況下，只有VR1數(shù)據(jù)流量可能超出可用帶寬，而節(jié)點1接收數(shù)據(jù)異常表明問題原因可能在入口方向。

為驗證LAN11與LAN21間的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的影響，分別在LAN11與LAN21網(wǎng)內(nèi)交換機上連接Fluke Metroscope網(wǎng)絡(luò)測試儀進行廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)模擬收發(fā)試驗，LAN21端測試儀設(shè)置為遠端模式，由LAN11端測試儀主動發(fā)起測試，數(shù)據(jù)包長64 byte，發(fā)送速率保持3072 kbit/s不變，通過改變LAN11端測試儀下行速率(即接收速率)模擬接收數(shù)據(jù)流量變化，發(fā)現(xiàn)下行速率低于160 kbit/s時，各業(yè)務(wù)傳輸正常，當下行速率大于160 kbit/s時，節(jié)點1業(yè)務(wù)出現(xiàn)閃斷，故障復(fù)現(xiàn)，且下行速率越高，閃斷現(xiàn)象越頻繁，而增大發(fā)送數(shù)據(jù)包長，出現(xiàn)閃斷時的臨界速率則有所下降。由于廣域網(wǎng)鏈路單個流向的傳輸速率由數(shù)據(jù)發(fā)送方設(shè)置，由此可見節(jié)點1業(yè)務(wù)閃斷與節(jié)點2 LAN21廣域網(wǎng)出口數(shù)據(jù)流量過大有關(guān)。

節(jié)點1衛(wèi)通電路接收速率為384 kbit/s，除去固定分配給BTDS1、BTDS2業(yè)務(wù)的帶寬和數(shù)據(jù)復(fù)接所需的開銷，傳輸可用的剩余速率不足170 kbit/s，在VR2業(yè)務(wù)關(guān)閉的情況下，VR1業(yè)務(wù)下行速率大于160 kbit/s時，網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率超過94%趨于擁塞，遠超出正常使用時廣域網(wǎng)平均帶寬利用率不超過80%的要求，出現(xiàn)丟包屬合理現(xiàn)象。

根據(jù)了解到的情況，節(jié)點2為減少設(shè)備端口的使用，期間曾對設(shè)備狀態(tài)進行過調(diào)整:路由器對節(jié)點1與另外兩個節(jié)點的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共用一個物理端口與MSS以太網(wǎng)口連接，路由器廣域網(wǎng)口對3個方向共同限速為192 kbit/s，而調(diào)整前狀態(tài)按方案要求設(shè)置，單個節(jié)點方向路由器廣域網(wǎng)口限速64 kbit/s，狀態(tài)變化如圖3所示。

MSS VR業(yè)務(wù)的速率可通過用戶網(wǎng)絡(luò)端口FrUni或協(xié)議端口FrDte兩個子部件來配置，兩者同時配置時實際速率以數(shù)值較小者為準，節(jié)點2對圖3所示各方向PVC的設(shè)置為:FrUni限速384 kbit/s，相應(yīng)限速開關(guān)采用默認值“開啟”，F(xiàn)rDte限速64 kbit/s，相應(yīng)限速開關(guān)采用默認值“關(guān)閉”。由此可見，即使通過幀中繼FrUni、FrDte和路由器端口三重限速級聯(lián)，節(jié)點2對節(jié)點1的VR業(yè)務(wù)實際發(fā)送速率仍可達到192 kbit/s，遠超出方案規(guī)定的限速64 kbit/s要求，與網(wǎng)絡(luò)測試儀測試結(jié)果相符，只要LAN21網(wǎng)內(nèi)終端產(chǎn)生較大的突發(fā)流量，就很可能會出現(xiàn)廣域網(wǎng)出口流量超出分配帶寬或接近可用帶寬的情況，從而引起擁塞[8]。

使用專用軟件在節(jié)點1路由器鏡像端口進行抓包，對LAN11網(wǎng)內(nèi)某業(yè)務(wù)終端重啟后接收LAN21遠程下發(fā)策略時的數(shù)據(jù)流量進行過濾統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)業(yè)務(wù)接收數(shù)據(jù)會出現(xiàn)較大的突發(fā)流量，如圖4所示，并可同步觀察到業(yè)務(wù)閃斷現(xiàn)象，而該業(yè)務(wù)為臨時增加且未分配傳輸帶寬。雖然加上其他已分配傳輸帶寬的數(shù)據(jù)總流量還未達到160 kbit/s，分析認為這與實際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包長遠大于64 byte有關(guān)。

圖4 業(yè)務(wù)終端重啟產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量Fig.4 Traffic of the terminal in restarting

從圖2可以看出，當Trunk傳輸隊列中優(yōu)先級為Interrupting的數(shù)據(jù)包較大時，會對位于其后的其他所有數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，因BTDS分配的速率固定，數(shù)據(jù)長度和占用Trunk傳輸隊列的時間也相對固定，能夠保證相互間在時隙上不重疊，而IP數(shù)據(jù)包長(64～1518 byte)可變，突發(fā)流量中出現(xiàn)大數(shù)據(jù)包時，就會占用Trunk傳輸隊列較長時間，如果網(wǎng)絡(luò)負荷較重，就會對等間隔傳輸?shù)腂TDS產(chǎn)生影響。因此，《幀中繼業(yè)務(wù)配置管理手冊》建議:持續(xù)的Multimedia級業(yè)務(wù)超流量會降低服務(wù)質(zhì)量，引起丟包率上升，如要確保傳輸鏈路的可靠性，通常應(yīng)將Multimedia級VR業(yè)務(wù)的比例控制在無連接業(yè)務(wù)可用帶寬的30%以內(nèi)，最高不超過60%[9]，對于本文案例為不超過105 kbit/s。

因此，VR業(yè)務(wù)影響B(tài)TDS的原因由三方面因素引起:一是使用未經(jīng)許可的終端增加了VR業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量，二是節(jié)點2未對VR業(yè)務(wù)實施有效的限速，三是節(jié)點1設(shè)置的VR業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級過高，從而導(dǎo)致節(jié)點2發(fā)送的最高優(yōu)先級的突發(fā)流量超出可用帶寬，傳輸帶寬不足引起幀中繼Trunk出現(xiàn)擁塞，數(shù)據(jù)被丟棄出現(xiàn)業(yè)務(wù)閃斷。

4 解決措施

通過以上分析可以看出，發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置過低，VR1業(yè)務(wù)易受VR2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量的影響;設(shè)置過高，則會出現(xiàn)VR1業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量影響B(tài)TDS的現(xiàn)象。為進一步確定VR1業(yè)務(wù)的發(fā)送優(yōu)先級，隨后進行了參數(shù)修改試驗，以初始狀態(tài)為基礎(chǔ)，當VR1業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置為0～5時，VR2業(yè)務(wù)傳輸大流量數(shù)據(jù)仍會對VR1業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響;當VR1業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置為11～15，節(jié)點2未修改限速情況下，VR1業(yè)務(wù)傳輸大流量數(shù)據(jù)也會引起B(yǎng)TDS瞬間失步，而將其發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置為6～10時，上述兩個問題得到有效解決。

綜合以上分析和測試結(jié)果，為達到最初的設(shè)計要求，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞和業(yè)務(wù)間相互影響，最終采取了以下措施:

(1)關(guān)閉未分配傳輸帶寬的聯(lián)網(wǎng)終端以免產(chǎn)生額外流量，防止通過VR1互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各業(yè)務(wù)因傳輸帶寬不足出現(xiàn)丟包等問題;

(2)節(jié)點2將VR業(yè)務(wù)PVC的FrUni限速設(shè)為64 kbit/s，同時開啟相應(yīng)限速開關(guān);

(3)節(jié)點1將VR1業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級設(shè)置為10，VR2業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級保持為0，所有BDTS發(fā)送優(yōu)先級保持為0。

據(jù)此設(shè)置參數(shù)后，在圖1所示業(yè)務(wù)全部運行的情況下多次進行數(shù)據(jù)傳輸試驗，各業(yè)務(wù)傳輸正常，相應(yīng)技術(shù)狀態(tài)在“嫦娥”三號等任務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸中通過了檢驗，并在多個節(jié)點得到應(yīng)用。

5 結(jié)束語

本文分析了幀中繼業(yè)務(wù)運行中出現(xiàn)相互干擾的原因，得出了該現(xiàn)象與IP數(shù)據(jù)流量變化引起網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率過高導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包有關(guān)的結(jié)論，研究了幀中繼不同類型業(yè)務(wù)發(fā)送優(yōu)先級的對應(yīng)關(guān)系和工作機制，提出通過有效限速控制流量和設(shè)置差別化的發(fā)送優(yōu)先級提高業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的解決方案，在不改變原有方案的情況下，順利解決了工程應(yīng)用中出現(xiàn)的問題。實際應(yīng)用效果表明，在高帶寬利用率條件下，基于限速策略和區(qū)分優(yōu)先級的解決措施能夠有效防止不同傳輸鏈路間業(yè)務(wù)相互影響，確保重要數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠地傳輸。如何進一步提高幀中繼業(yè)務(wù)間的隔離性能是需要繼續(xù)研究的方向。

[1]林習良，蔣寶琴.768kbps高速數(shù)據(jù)傳輸異常分析[J].無線電通信技術(shù)，2007，33(1):42 －45.LIN Xiliang，JIANG Baoqin.Analysis of Abnormity in 768kbps High Speed Data Transmission[J].Radio Communications Technology，2007，33(1):42 －45.(in Chinese)

[2]李康，陳雪軍，趙乾宏.航天通信IP網(wǎng)組播常見故障解決方法[J].遙測遙控，2012，33(2):58－61.LI Kang，CHEN Xuejun，ZHAO Qianhong.Methods to Solve Familiar Multicast Faults of Spaceflight Communication IP Network[J].Journal of Telemetry，Tracking and Command，2012，33(2):58 －61.(in Chinese)

[3]段惠芬，王華，劉煥敏.試驗IP網(wǎng)故障分析策略及方法應(yīng)用[J].飛行器測控學報，2012，31(4):71 －74.DUAN Huifen，WANG Hua，LIU Huanmin.Strategy and Methods for Fault Analysis for Experiment Mission IP Networks[J].Journal of Spacecraft TT＆C Technology，2012，31(4):71 －74.(in Chinese)

[4]劉喜作，周晶，梁德清.基于UDP的大數(shù)據(jù)包可靠傳輸[J].電訊技術(shù)，2012，52(1):96 －99.LIU Xizuo，ZHOU Jing，LIANG Deqing.Huge Data Blocks Transmission Based on UDP[J].Telecommu nication Engineering，2012，52(1):96 －99.(in Chinese)

[5]Nortel Networks.Multiservice Switch 7400/15000 /20000 Operations:Trunking[M].Providence，Canada:Nortel Networks，2004.

[6]李立.TCP協(xié)議在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中性能改進研究[D].長沙:國防科學技術(shù)大學，2008:8－9.LI Li.Performance Improving Research of TCP in Satellite Communication Systems[D].Changsha:National University of Defense Technology，2008:8 －9.(in Chinese)

[7]顧尚杰，薛質(zhì).計算機通信網(wǎng)基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2000:22－23.GU Shangjie，XUE Zhi.Fundamentals of Computer Communication Networks[M].Beijing:Publishing House of Electronics Industry，2000:22 －23.(in Chinese)

[8]代玉梅，馬黎.幀中繼網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法探討[J].電子測試，2013(9):66－68.DAI Yumei，MA Li.Research on Congestion Control of Frame Relay Network[J].Electronic Test，2013(9):66－68.(in Chinese)

[9]Nortel Networks.Multiservice Switch 7400/15000 /20000 Frame Relay Technology Fundamentals[M].Providence，Canada:Nortel Networks，2004.