DOCSIS业务流

业务流:
业务流是MAC层上提供单向分组传输的传输业 务。CM(Cable Modem)发送的上行分组由一条或多条 上行业务流进行传输;CMTS(Cable Modem终端站)发 送的下行分组由一条或多条下行业务流进行传输。
务流提供了一种实现上、下行QoS管理的机制。系统 的上、下行带宽在不同的业务流之间进行分配。
业务 流的概念是DOCSIS协议MAC层运作的核心。

QoS参数集

一条业务流一般由一组Q0S参数(如延时、抖动和保证的吞吐量等)进行描述。QoS参数集是一组描述业务流的QoS参数的集合。DOCSIS协议定义了三种QoS参数集,即被指派的QoS参数集、被接纳的QoS参数集和激活QoS参数集。

被指派的QoS参数集(ProvisionedQosParamSet)就是对业务流进行配置时指定的QoS参数集。配置可以是静态的,也可以是动态的。系统可以在配置业务流时就对其资源要求是否能被满足进行审查.也可以在创建业务流时对其资源要求进行审查。

被接纳的QoS参数集(AdmittedQosParamSet)是通过注册或动态业务流管理过程被CMTS接纳了的QoS参数集。CMTS必须为接纳了的业务流按被接纳的QoS参数集要求预留资源, 比如要求最小带宽为128kb/s,CMTS就必须在该业务流需要的时候保证可以提供128kb/s给它。预留资源并不意味着资源实际被占用.其实在业务流被激活前没有占用任何资源。

激活的QoS参数集(ActiveQosParamSet)是通过注册或动态业务流管理过程被激活了的QoS参数集。CMTS为处于激活状态的业务流提供其实际需要同时又不大于被接纳的QoS参数集的资源。业务流实际占用的资源有可能小于其要求预留的资源,这种情况下CMTS可以通过带宽动态分配算法将该业务流申请预留而暂时没有使用的资源分配给其他业务流使用。

同一条业务流的三种QoS参数之间满足如下关系:被指派的QoS参数集≥被接纳的QoS参数集≥激活的QoS参数集。

业务流参考、业务流标识和业务标识

业务流参考(Service Flow Reference,SFR)用于在包分类符编码和业务编码之间建立联系。SFR只用于建立业务流标识(Service Flow Identifier,SFID)。一旦业务流已经存在并被分配了SFID,对应的SFR就不应继续存在。

SFR在配置文件、注册消息交互或DSA(动态业务增加)消息交互中都是唯一的。

SFR一个重要作用是在业务流被创建之前用来建立与相关分类符之间的联系。


业务流标识(SFID)被CMTS和CM用来标识系统中已经被创建的、不同的业务流。在注册过程中,CMTS为注册请求中的每条业务流分配一个SFID;在动态业务增加(DSA)过程中.CMTS为动态增加的业务流分配一个SFID。
分配了SFID的业务流可能没有被马上激活,甚至可能没有被接纳。动态业务消息中主要用SFID来唯一标识业务流。只有某业务流被删除,与它对应的SFID才会被释放。

业务标识(SID)被CMTS和CM用来标识已经被接纳的、不同的上行业务流。只有上行业务流才可能具有SID。在注册和动态业务增加过程中,CMTS为被接纳的上行业务流分配SID。在将被接纳的QoS参数集为空改变为非空的动态业务改变(DSC)过程中,如果CMTS接纳了该改变则也要为相应上行业务流分配SID。

SID主要使用在分配上行带宽的MAP(上行带宽分配映射)中。

如果通过DSC过程,某上行业务流被接纳的QoS参数集被改变为空时,它的SID将被释放,但SFID依然保留。

分类符
分类符(classifier)就是对进入系统的每一个分组进行分类的一组匹配标准(比如目的IP地址)。

分类符和业务流关联,如果分组与某分类符匹配则该分组将被递交给与此分类符关联的业务流。

多个分类符可以与同一条业务流关联。但一个分类符只能关联一条业务流。

分类符存在优先级。进入系统的分组首先与优先级最高的分类符进行匹配运算.如果不匹配再与优先级次高的分类符进行匹配运算。如果分组与所有的分类符都不匹配,则该分组将被递交给主业务流( primary Service Flow)。

MAC层的管理消息通常被递交给主业务流。分类符也有上、下行之分.它们分别对从CM和CMTS进入系统的分组进行分类。

上行分类符还可能在CMTS中被用来管理(police)上行分组。


分类符既可通过管理操作(配置文件,注册)增加。也可以通过动态操作(动态信令,DOCSIS MAC子层业务接口)增加。

基于SNMP的操作可以查看经由动态操作增加的分类符,但不能修改或删除由动态操作创建的分类符。

分类符具有一个标明其激活状态的属性。如果与分类符关联的业务流不是激活的,那么不管分类符是否处于激活状态,该分类符都不可用。
调度类型
根据带宽分配方式的不同,上行业务流可分为:尽力而为业务(BE)、非实时轮询业务(nrtPs)、实时轮询业务(rtPS)、主动授权业务(UGS)和具有活动检测的主动授权业务(UGS—AD)五种”调度类型”(Scheduling Type)。

在MAC层对上行业务流进行分类的目的是提高轮询,授权的效率。通过指定上行业务流的调度类型和相应的Qos参数集.CMTS能够较好地预测上行业务流的吞吐量和等待时间.从而在适当的时间提供轮询或授权。
BE用于为尽力而为的业务(best efort traffic。比如e—mail)提供有效服务。除了使用单播请求机会外。BE还可以使用竞争请求机会.甚至被主动授权。BE可以被设置成不同优先级。
nrtPS用于为在一定时间内需要的数据授权不确定的非实时业务流(比如高速带宽的FrP)提供有效服务。CMTS通常在秒或更小的数量级上以周期性的或不定期的间隔轮询所有nrtPS.以确保即使在网络拥塞的情况下这类业务流也能得到请求机会。除了使用单
播请求机会外,nrtPS还可以使用竞争请求机会。甚至被主动授权。nrtPS可以被设置成不同优先级。
rtPs用于为在一定时间内需要的数据授权固定的实时业务(比如MPEG视频)提供有效服务。这种业务需要实时的、周期性的单播请求机会,rtPs不应该被设置优先级。

UGS用于为周期性的、分组大小固定的实时业务(比如VoIP)提供有效服务。CM 必须禁止为该类业务流使用任何竞争请求机会、”请求,数据”机会或捎带请求。CMTS也不能为

该类业务流提供任何单播请求机会,只能使用主动数据授权。如果需要改变每个授权周期内的授权数目,CM必须启动DSC (动态业务改变)过程。UGS不应该被设置优先级。

UGS—AD用于为在一段时间内(几十毫秒或更多)不活动的UGS流(比如具有静音抑制的VoIP)提供有效服务。该类业务流活动时则主动授权,不活动时则单播轮询。这既利用了rtPS的效率,又具有更少的开销和更短的等待时间。UGS—AD是UGS与rtPS的结合。CMTS可以根据没有使用授权来发现该类业务流从活动转为不活动。在UGS—AD业务从不活动变为活动时,CMTS应该在头一个或两个授权周期内给CM多分配几个授权,因为当CMTS检测到活动时,CM 中的数据至少等待了一个授权周期。CM必须禁止为该类业务流使用任何竞争请求机会、”请求/数据”机会或捎带请求。只能使用单播请求机会和主动授数据权。如果需要改变每个授权周期内的授权数目,CM 必须启动DSC过程。UGS-

AD不应该被设置优先级。

需要特别说明的是,MAC层的调度类型与应用层的业务类型不同。比如,应用层的VoIP业务,在MAC层它的分组所在的上行业务流可以是UGS也可以是rtPS,只是UGS方式更适合于VoIP业务的分组在MAC层进行上行传输。应用层不同业务产生的分组在MAC可能使用同一条业务流。它们在MAC层上行方向使用同样的UGS方式传输。但是,应用层同一业务的分组在MAC通常属于同一条业务流。

业务流动态管理
业务流可能被动态地创建、改变或删除。动态是指这些操作在对应CM 正常工作时进行。

DSA消息动态创建一个新的业务流,DSC消息动态改变一个已经存在的业务流,DSD动态删除一个单独存在的业务流。

CMTS发起的DSA—REQ必须使用分类符标识(Classifier Identifier)和SFID. 将分类符与业务流联系起来。CMTS发起的上行业务流DSA—REQ(动态业务增加请求)同时必须包含SID。

CM发起的DSA—REQ必须使用分类符参考(Classifier Reference)和SFR将分类符与业务流联系起来。

不管是CMTS还是CM发起的DSC—REQ都必须使用SFID来指定要改变的业务流。

DSC过程既可改变指定业务流的某些QoS参数,也可以增加、删除或替换该业务流的分类符。激活和去激活业务流是DSC过程的一种特殊应用。对采用UGS—AD(具有活动检测的主动授权业务)方式的上行业务流,激活和去激活业务流的DSC过程会非常频繁,其目的是为了提高上行带宽的利用率。

所有的业务流都可以通过DSD过程被删除。某业务流一旦被删除,与它相关的所有资源都被释放,包括与它关联的分类符占用的资源。如果某CM 的主业务流被删除,则该CM 必须重新注册。通常情况下,DSD-REQ使用SFID来指定要删除的业务流。当CM发起的DSA过程出错而发起DSD—REQ时,DSD-REQ消息使用SFR(业务流参考)来指定要删除的业务流,因为这种情况下CMTS还没有为该业务流分配SFID。

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