X-speed技术简介

企业动态
锐捷X-Speed技术具有动态调整竞争优先级,增强用户上网体验,保持对终端的兼容性等特点。

 随着无线技术的发展,一台AP可以支持的用户数增多,也带来了新的挑战。多用户场景两个问题:1)现实场景中用户上网的时候,上下行流量通常是不均衡的,一般下行(AP->STA)的流量远大于上行(STA->AP)流量,下行占据较大比重。然而由于无线网络的特殊性,在同一个网络的AP与STA是共享空口资源,即同一台AP下,用户越多,AP竞争到空口资源的概率降低,从而下行受到抑制,最终导致整体的吞吐量下降。2)由于无线用户之间的差别(类型不一样、能力不一样等),往往导致了无线用户之间占用的空口时间的不公平。极端情况甚至导致无线用户无法正常通信,严重影响用户体验。

竞争机制

大部分的无线网络传输操作采用的是DCF竞争机制,只有竞争到空口资源的无线设备才能进行传输它类似于Ethernet的基于竞争的服务。DCF是标准CSMA/CA(carrier sense multiply access/collision avoid)访问机制的基础。和Ethernet一样,在传送数据之前,它会先检查无线链路是否处于清空状态。为了避免冲突的发生,当某个传送者占据信道时,工作站会随机为每个帧选定一段退避(backoff)时间。如下图所示。

为满足语音、视频和音频传输的不同QoS业务需求提出采用EDCA的竞争机制。EDCA机制是IEEE 802.11E的核心,EDCA区分了四种不同优先级的AC(语音流、视频流、尽力而为流、背景流)接入信道的能力,保证高优先级的报文有优先的发送权利,从而保障了空口资源依据数据流优先级分配。

EDCA通过对参数的设置区分不同的优先级别,具体参数如下:

(1) AIFS仲裁帧间间隔:IEEE 802.11E标准为了支持QoS,引入的新的帧间隙。无线设备在信道空闲开始时必须等待AIFS时间后才能进行退避。从图表1可知,AIFS值越低,则等待的AIFS时间越短,即站点会越早启用退避机制,从而能更快的竞争到传输机会。即优先级越高,AIFS值越小。

(2) CWmin/CWmax竞争窗口:在等待一个AIFS之后,每个AC设定一个[1, 2^CW]的随机计数器开始延时退避。其中CW竞争窗口介于CWmin和CWmax之间。第一次选择随机计数器时,CW竞争窗口为CWmin。当报文发送失败时,则将CW竞争窗口加倍。若CW竞争窗口已经达到CWmax,则维持在CWmax。报文发送成功时,则重设CW竞争窗口为CWmin。窗口越大随机到大的值的机率增加,退避的时间就越长,不能更快的竞争到传输机会。即优先级越高,竞争窗口越小。

(3) TXOP传输机会:一旦获得了发送机会就可以在TXOP limit时间内连续传输本接入类AC下多个帧(目的地址可以不同)而无需重新竞争信道,每个帧之间的间隔仅为SIFS,有助于提高信道的利用率。并且节省了每次帧传送后的信道竞争时间,提高了吞吐量。TXOP值大小根据传送报文类型决定,例如,语音时此值设置小些,因为语音数据包很短。

EDCA的竞争机制实现了根据优先级发送报文,满足了不同QoS的业务需求。EDCA机制给予上下行传输同等竞争机会,然而真实场景中,AP下行传输流量往往大于上行传输流量,导致整体的性能受到影响。X-Speed竞争机制中考虑上下行流量的差异,根据上下行的传输流量动态的调整EDCA参数,给下行更多竞争到空口资源的机会,使之与当前的真实场景相符合,从而达到提升整体性能的目的。

公平调度

由于无线网络的特殊性,在同一个网络的STA(包括AP)共享空口资源,而由于无线和有线网络性能上的差异,空口资源往往成为STA性能的瓶颈。传统的报文调度采用FIFO的方式,同一个无线网络中,每个需要传输的STA都希望尽可能的占用空口资源。如图2所示。从图2中可以看出大量的低速报文的传送造成空口被长时间占用,从而队列长时间被占用,导致报文被丢,使得整体性能低下。

然而在实际无线应用场景中,STA之间存在差别(类型不一样、能力不一样等)是十分常见的,这时往往导致了某些STA总是得不到空口资源,获取网络资源响应慢,极端情况下甚至关联不到网络,严重影响用户的体验。

为了解决这个问题,保证每一个STA都能够得到空口资源,就需要让STA公平地获得资源,这里的公平指的是每个需要传输的STA占用空口的时间是公平的。X-Speed通过获取STA相关信息、预测STA流量、计算和调整STA空口带宽以及进行流量整形来实现无线链路的公平占用。如图3所示。从图3中可以看到,在X-Speed公平调度的协调下,STA占用空口的时间较为平均,有效避免了出现某个STA性能特别差的情况,提升用户体验。

综上诉述锐捷X-speed技术特点如下:

1.保持对终端的兼容性,不需要终端做任何特殊改变。

2.动态调整竞争优先级,不需要用户进行任何配置。

3.综合考虑公平因素,使得终端的流量更加均衡。

4.较大提升多用户下的性能。

5.增强用户上网体验。

责任编辑:林琳 来源: 论坛
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