第10章 信令网的拥塞控制

第十章 信令网的拥塞控制

为保证信令网在拥塞的情况下仍能可靠地传递信令消息，CCITT在研究提出NO.7信令方式的过程中，对信令网的拥塞控制进行了大量的研究，提出了基本的控制原理和方法。本章介绍这方面的内容。

G话务GABCDEDE间话网拥塞

图10.1 异常高话务量造成

信令网拥塞示例

随着信令网的发展及综合利用，信令网中信令链路的负荷会逐步增大。当遇到异常情况时，信令网的局部就可能产生过负荷，致使信令消息传递的时延过长，超出规定的要求，造成信令网的拥塞。

信令网中发生局部拥塞的原因大体有两种。一种是到达某目的地的信令路由组出现了异常高的信令业务量；一种是网络中出现了多重链路故障，导致信令业务量向某信令链路的大量集中。

图10.1是电话网采用No.7信令方式时，由于局部通话电路出现异常高的话务量造成电路拥塞致使信令网中某一路由过负荷的例子。

图中A、B、C交换局到D和E两个交换局采用准直联方式。信令需经过信令转接点F和G转接。假如D和E交换局间的话务量出现高峰值造成局间话路群拥塞，必将增加A、B、C三个交换局到D和E两个交换局的重复呼叫，产生虚假话务量，致使两个信令转接点F和G间的信令负荷过大而拥塞。

多重链路故障造成信令网局部拥塞的例子如图10.2所示。

在信令点SP1和SP2间共有四条信令链路L1、L2、L3、L4。如果其中的三条链路故障，那么SP1和SP2间的全部信令业务将由剩一条信令链路(L4)来承担。当信令业务量很大时，该信令链路的信令业务量达到一定程度就会造成拥塞。

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STPL1L2STP××SP1SP1L3L4××STPSTP

图10.2 多重链路故障造成信令网拥塞示例

信令网发生拥塞时，如不采取控制措施，还可能使局部的拥塞向信令网的其它部分扩展。导致信令网中拥塞情况的进一步恶化。因此，必须对信令网的拥塞加以控制，以提高信令网的可靠性。

10.1 概 述

10.1.1 拥塞控制的基本方法

信令网的拥塞控制实质上是拥塞信令链路或信令路由组的消息信令流量的控制问题。随着NO.7信令系统及网络结构的不断完善，拥塞控制的理论和方法也在不断地补充和完善。当前提出的拥塞控制方法概括起来说主要是：

在信令网的工作中各信令点要密切监视信令链路信令消息的传送流量，当发生拥塞时，检测出拥塞状态，按照预先确定的原则，通过拥塞控制手段，通知相关部分，减少或停止发送消息信令单元。一旦信令业务负荷低于拥塞的消除门限时，则解除拥塞状态，通知相关部分恢复正常发送和接收。当拥塞超过一定时限或达到一定程序时，要发出信令链路故障指示并暂中断其业务。

10.1.2 实现拥塞控制要解决的基本问题

为达到上述控制目的，必须解决如下几个方面的技术问题： (1) 确定拥塞的检测方法（与工程实施有关）； (2) 确定合理的拥塞检出门限；

(3) 掌握各信令链路或信令路由组拥塞状态，并通过一定手段来管理这些状

态；

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(4) 监视信令链路或路由组状态的变化，区分变化的原因是链路故障还是拥单拥塞级控制方式

塞；实现拥塞消除转为正常工作及拥塞超过时限转为故障状态的控制； 拥塞控制方式 有拥塞优先权

多拥塞级控制方式 (5) 根据拥塞状态及消息拥塞的优先权、舍弃门限等确定消息的发送或舍无拥塞优先权

弃、控制源信令点的消息流量；

(6) 根据拥塞状态，控制用户部分消息的发送量。

10.1.3 信令网各功能级的拥塞控制作用

信令网的拥塞控制是一个相当复杂的过程。为达到有效控制的目的，在No.7信令网中，整个控制过程是由信令网的第二、三、四功能级共同配合完成的。各功能级的拥塞控制作用如表10-1所示。

表10-1 信令网中各功能级拥塞控制作用

功能级 第二级 拥塞控制功能 检测拥塞状态；区分信令链路故障还是产生拥塞；使用信令拥塞状态管理，执行受控传递过程和拥塞测试过程，实施第三级信令流量控制；向第四级发出拥塞指示原语，通知第四级拥塞状态及拥塞目的地 分配消息拥塞优先等级；根据拥塞状态按预先确定的原则决定减少或停发用户部分产生的消息或恢复正常的接收和发送 （信令链路功能） 差错检测手段监视拥塞的变化；进行第二级信令流量控制 第三级 （信令网功能级） 第四级 （用户部分）

10.2 拥塞控制方式的分类

为适应不同结构及业务量信令网的需要，在NO.7信令方式中，规定拥塞控制方式有两种：单一拥塞级控制方式和多拥塞级控制方式。在后一种控制方式中，又可分为有拥塞优先权和无拥塞权两种。如图10-3所示。

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图10.3

所谓单拥塞级控制方式，是指在拥塞控制中对于信令链路或信令路由组只设置一级拥塞控制级并据此进行控制的过程。所谓多拥塞级控制方式，是指在拥塞控制中，设置多于一个拥塞控制级据此进行控制的过程。有拥塞优先权和无拥塞优先控制方式，是指在多拥塞控制级的控制方式中，是否采用根据拥塞等级来确定信令消息发送的优先等级，以决定拥塞情况下信令消息发送与舍弃的控制方式。

在有优先权和无优先权多拥塞级控制方式中，两者都必须根据拥塞的有进行拥塞的控制过程，两者的区别仅在于，前者要根据用户的不同、消息的不同，规定消息发送的优先权，即当信令链路处于某拥塞状态时，消息的发送与否，不仅取决于信令链路的拥塞状态，而且要取决于消息发送的优先级。后者在决定消息发送与否时，对各消息则一视同仁，只是不同的拥塞状态下，限制消息发送的百分比不同。一般来说，拥塞级越高，限制消息发送的百分比越高。

NO.7信令方式同时规定，国际电话网中采用单拥塞级控制方式。对于国内电话网，为满足传送多种业务和有效地利用信令网，可用与国际网相同的控制方式，也可采用多拥塞级的控制方式。在选用多拥塞级的情况下，可采用有拥塞优先权或无优先权中的一种。采用何种方式，由各国电信主管部门根据本国实际情况来决定。

十分明显，在上述的各控制方式中，单拥塞级控制方式相对较简单些，而多拥塞级控制方式特别是有拥塞优先权的多拥塞控制方式则要复杂得多。

根据我国电话网的发展状况，在1990年我国制定的“中国电话网NO.7信令方式技术规范”（暂行规定）中，确定现阶段我国NO.7信令网的拥塞控制采用无拥塞优先级的控制方式。此方式类似于国际网的控制方式，但采用了多个拥塞状态。

10.3 信令链路及信令路由组的拥塞状态

实现信令网的拥塞控制，首先要解决的问题是：检测并确定一个信令点至另一信令点信令链路及信令路由组的拥塞状态。这也是拥塞控制的基础。这里介绍拥塞门限及设置原则，拥塞状态的确定等理论和方法。

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