CN1115025C - 从atm通信装置中删除atm信元的方法 - Google Patents

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Abstract

在当前技术水准上用于在ATM传输系统中处理过载情况的大量算法已得到贯彻。这些算法中的一种是已知的PPD方法。在应用此方法时ATM网络仍动态地过强受负荷，因为不能舍弃所有的ATM信元。本发明采用建立规则的办法解决此问题，通过这些规则的应用此方法仅还很有限地获得应用。

Description

从ATM通信装置中删除ATM信元的方法
技术领域
本发明涉及一种用于从异步传输方式通信装置中删除异步传输方式信元的方法，具有多个异步传输方式信元，这些异步传输方式信元是总是成多个地分配给一个共同帧的，并且在传输中连接专用的排队中存储这些异步传输方式信元，并具有一个局部分组删除方法，借助于此算法直到帧的第一和最后的异步传输方式信元地删除帧的所有新的在排队中到达的信元，具有一个早期分组删除方法，借助于此算法在到达排队中时，从异步传输方式通信装置中由第一至最后的信元地删除帧的所有异步传输方式信元。
背景技术
在常规的分组通信系统中分组具有比较大和可变的长度。用于传输具有固定规定长度的分组中信息的系统称为ATM(异步传输方式)系统。用这样的系统可以以相同的方式处理和传输语音，视频和数据信号。通常称各个分组为信元。在信元中分别含有其信息使得有关信元的交换或分配成为可能的信元首部。在ATM通信装置中，尤其在通信网络装置中，具有传输速率为大于150Mb/s的高速和宽带传输是可能的。
在ATM通信装置上的一个问题是传输线路上传输速率的高度，如果在那里已形成ATM信元的堵塞的话。在德国专利申请19810058.2中详细说明此问题。在那里谈及ATM系统，在这些系统中ATM信元是分别成多个地分配给一个共同帧的。在这些帧上在狭义上涉及具有可变长度的数据分组。例如当已丢失或损坏了这样帧的一个信元时，不希望的是，经ATM装置的传输线路继续传输同一个帧的余下的信元，因为帧的不再完整的信息会到达传输线路的末端。ATM系统会是因此不必要地动态地受到负担的。尤其在传输线路上堵塞时，因此依赖于尽可能迅速和有效地删除帧的余下的信元。
因此在IEEE Network Mag.，第7卷第5号第26-34页，1993年9月：G.Armitage和K.Adams所著的“Packet Reassembly during Cell Loss”(以下简称IEEE93)已建议的是，每当在单个ATM信元在排队的末端上到达时删除某个帧的ATM信元。这样的排队尤其用于在传输线路的末端和/或开始的ATM信元的顺序管理。按照在IEEE93中说明方法之一的，称作为局部分组删除(以下为PPD)的方法，不删除帧的第一信元和，如果存在的话，已经位于排队中的其它信元，而是仅仅删除帧的所有新到达的信元，帧的最后的信元除外。PPD方法的缺点在于，帧的至少第一和最后的信元必须继续留在排队中。
从IEEE93中公开了一种其它的方法，按此方法一个帧的所有信元在到达排队中时从ATM通信装置中从第一至最后信元全部删除。这种称为早期分组删除(以下为EPD)的方法的优点在于，不余下损坏帧的，或出于另外的原因应删除帧的残余信元，并且因此有另外ATM信元用的最大可能的位置供支配。可是EPD方法不能应用到其第一信元已加入了排队的帧上。
互联网中信息的传输是通信网络的一个实例，经这些通信网络以具有比较大和可变长度的分组传输信息。在这里采用支持具有可变长度帧的传输的互联网协议TCP/IP。在实际中这些网络具有通向ATM网络的接口。出于此原因必须转换含有在数据分组中的信息为ATM信元，和反过来。
为此例如存储帧开始特征值，此帧开始特征值表示排队中的直接布置在帧第一ATM信元之前的ATM信元。通常在帧的最后信元的信元首部中，即惯常在信元首部的信元类型字段(有效载荷类型字段)中的所谓AAU比特中存在着此信息。此外进行ATM信元的编号，使得ATM信元的大多数最终是可以分配给数据分组的。
在德国专利申请198 100 58.2中说明一种方法，如何能够在帧中出现过载情况下删除ATM信元。尤其当决择，舍弃帧的第二部分，而第一部分还位于ATM系统的排队中时，也称为LPD方法的这种方法则是有用的。在此情况下从排队中删除帧的第一部分，并且像在EPD方法的情况下处理余下的信元。在此却产生在过载情况下非有效处理信元的问题。
发明内容
基于本发明的任务在于，指明如何在过载情况下应有效处理信元的一种途径。
在本发明有利的尤其是，建立规则，通过这些规则的应用PPD方法仅还很有限地得到应用。
本发明还包括基于述方法的有利的发展。
以下借助于实施例详述本发明。
附图说明
所示的：
图1为在信元到达时处理信元的算法的第一部分，
图2为说明决择函数的算法的第二部分，按照决择函数的标准含弃信元。
具体实施方式
本发明的前提在于，输送ATM信元给ATM通信装置的排队。舍弃信元中的几个，而余下的信元在稍后的时刻离开排队。对于每个连接存在以信元计的某个最大的帧大小MFS，在此该量取决于连接。此外出发点在于，在ATM节点中分析处理ATM信元首部的信元类型字段(有效载荷类型字段)中的CLP位。应用者可以在高优先的和低优先的帧中发送信息。高优先帧的信元具有CLP＝0(未标记的)，而具有低优先帧的信元具有CLP＝1(加标记的)。
在所有考虑的连接上出发点在于，所属的信元是组织在帧中的，在此AAU位是设置在帧最后信元的首部有效载荷类型字段中的。所有的信元应接纳针对用途的信息。此外所有存储在排队中的ATM信元应具有排队专用的标记QID，在此排队本身是按连接专门地组织的。排队是以ATM信元的整理过清单的形式构成为FIFO排队的。
以下应定义排队的，全局常数的和全局变量的数据结构。首先介绍可以在信元上实施的各个操作。假设信元中的每一个拥有用P_cell表示的单义的标识符。这些操作详细地为：
信元操作：
用给其分配了有效信元标识号码P_cell的ATM信元实施以下的操作。在此适用：
end_of_frame(P_cell)(帧末端(P_信元))设置到值TRUE(真)上，如果到达了帧的末端，
否则设置此变量到值FALSE(假)上
Discard_cell(P_cell)(删除信元(P_信元))舍弃具有标识号码P_cell的信元
Decide_cell(P_cell)  (决择信元(P_信元))表示如下面详述的算法。
排队数据结构的操作：
在排队中可以实施以下的操作：
append_cell(P_cell)(插入信元(P_信元))在排队的末端上插入标识号码P_cell
remove_last_frame(清除最后的帧)LPD算法舍弃属考虑之列帧的所有信元。当LPD算法是可应用到连接上时，变量返回值TRUE，否则返回值FALSE。
在缓冲内容中的操作：
在缓冲内容中可以实施以下的操作：
Buffer_check_0(缓冲存储器检查0)返回值TRUE，如果缓冲内容显示，应舍弃高优先帧(CLP＝0)，否则返回FALSE。
Buffer_check_1(缓冲存储器检查1)返回值TRUE，如果缓冲内容显示，应舍弃低优先帧(CLP＝1)，否则返回FALSE。
排队的数据结构：
对于每个连接和分配给此连接的排队有一个标识号码QID。因此存储以下的数据：
-显示，变量“full packet discard(删除整个分组)”是否可以应用到当前帧(FPD_flag(FPD标识符))的信元上。这一点是与应用LPD或EPD算法的结论是同等意义的。
-显示，PPD算法是否应用到当前帧(PPD_flag(PPD标识符))的信元上。
-变量“logical queue length(逻辑排队长度)”表示给出排队中信元当前数目的信元计数器。
-变量S_EPD_0表示EPD算法应用到低优先信元上用的排队的固定阈值。
-变量MFS最大的帧大小。
-变量Current_frame_length(当前帧的长度)表示对于连接的未舍弃信元提高1的信元计数器。在帧的最后信元到达时复位变量。
全局的常数：
采用以下的全局的常数：
-常数S_PPD_0表示(所有QID用的)排队的固定上限
-常数S_EPD_1表示(所有QID用的)对于CLP1信元的早期分组删除用的固定阈值
在算法的另外方案中对于连接的不同组，全局的常数可以是不同的，或者它们可以是连接专用的。
赋予以下的初始值：
FPD_flag＝FALSE
PPD_flag＝FALSE
Current_frame_length＝0
此外对于上述常数适用以下的关系式：
S_EPD_1＞0
S_PPD_1＝S_EPD_1+MFS
S_EPD_0＞S_PPD_1
S_PPD_0＞S_EPD_0+MFS
按本发明的方法总共由2部组成。在第一部分中在信元到达时算法达到运行，而在第二部分中控制决择算法。
图1中指明了在ATM信元到达时达到运行的算法。按此首先检查FPD_flag。当FPD_flag已接受值TRUE时，则舍弃信元。当此信元曾是帧的最后信元时，则不应用FPD算法到同一连接的下一个信元的到达上。当FPD_flag已接受值FALSE时，则检查PPD算法的应用。当应用PPD算法时，则总是舍弃不是帧的最后信元的信元。否则接纳信元进入排队，并且不应用PPD算法于信元的下一个到达。当不应用PPD算法时，但是可以控制信元用的另外的接受算法。例如可以采用函数append_cell(插入信元)，或者舍弃信元。
图2中指明了决择算法。在此将高优先信元与低优先信元区分开。对于高优先信元(CLP＝0)适用：
当属考虑之列的信元是帧的第一信元时，则首先必须决择，是否舍弃此信元和帧的余下的信元，或者是否接纳信元进入排队。舍弃帧的原因例如在于，排队有比量MFS较少的自由信元存储位置供支配。其它的原因可能在于，排队的长度位于阈值EPD_0之上，并且缓冲存储器的状态同时显示，应舍弃高优先帧。
当信元是帧的唯一信元时，则此信元同时是帧的末端，并且不设置FPD_flag，否则设置它。
当信元不是帧的第一信元时，则接纳帧的一个或多个信元进入排队。否则不应用decide_cell(决择信元)函数。当信元是帧的最后的信元时，则在任何情况下确认此信元和接纳进入排队。当信元不是帧的最后的信元时，如果满足了以下的条件，则舍弃此信元：
在排队中必须存在一个信元用的最多一个自由存储位置，或者如果排队的当时长度是在阈值EPD_0之上的话，并且缓冲存储器显示应舍弃高优先帧，或者如果帧的迄今长度在量MFS-1之上的话。对于自由信元的原因在于，足够地预留帧的最后信元用的存储位置。对于量MFS-1的原因在于，信元不是帧的最后的信元，并且如果帧的当前长度出量MFS-1，整个帧也超出量MFS的话。当应舍弃信元时，如果可能的话，应从排队中删除帧的第一部分和设置FPD_flag。否则设置PPD_flag。
对于低优先的信元，即具有性能CLP＝1的信元，类似于如上所述应实施的处理，但是为低优先的信元如下定义阈值：
变量Logical_queue_length(逻辑排队长度)是信元到达时的排队的长度，而变量Current_frame_length(当前帧的长度)表达信元到达时的变量的值。开始时设置变量Current_frame_length到0上。当接纳一个信元进入排队时，变量Current_frame_length提高1。当到达了帧的末端时，或者当在利用LPD算法条件下从排队中删除了最后的帧时，设置变量Current_frame_length到O上。通常通过变量Current_frame_length＝0来识别帧的第一信元。

Claims (17)

1.用于从异步传输方式通信装置中删除异步传输方式信元的方法，具有
多个异步传输方式信元，这些异步传输方式信元是总是成多个地分配给一个共同帧的，并且在传输中连接专用的排队中存储这些异步传输方式信元，和具有
一个局部分组删除方法，借助于此算法直到帧的第一和最后的异步传输方式信元地删除帧的所有新的在排队中到达的信元，
具有一个早期分组删除方法，借助于此算法在到达排队中时，从异步传输方式通信装置中由第一至最后的信元地删除帧的所有异步传输方式信元，
其特征在于，
在传输开始时给出每个帧的用其发送异步传输方式信元的最大的异步传输方式信元数目，
在超出此数目的情况下舍弃所属的帧，或者应用局部分组删除方法。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，排队的长度是连接单独地管理的。
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于，当连接的每个帧的异步传输方式-信元为最大数时，对每个连接利用一个常数的量。
4.按权利要求1或2的方法，其特征在于，对于每个连接存储信元的数目，这些信元对于此连接是从此连接用的最后帧的末端起到达的。
5.接权利要求1的方法，其特征在于，不存储连接用的高优先信元，如果此连接用的排队的长度是等于独立于此连接的一个量(S_PPD_0)的话，此量对于排队的固定上限是一个尺度。
6.按权利要求1的方法，其特征在于，当高优先帧不超出最大的帧大小时，不将局部分组删除方法应用于这些帧。
7.按权利要求1的方法，其特征在于，为每个连接的高优先信元预留缓冲存储器的某个量，并且低优先信元没有获得对此存储器范围的访问。
8.按权利要求1的方法，其特征在于，当连接用的排队的长度是至少一个量S_PPD_1＝S_EPD_1+MFS时，不存储此连接用的低优先信元，在此S_EPD_1与此连接无关，而最大的帧大小与连接有关。
9.按权利要求1方法，其特征在于，当在连接的第一信元到达的情况下，在此连接用的逻辑排队中剩余少于最大的帧大小时，或者当逻辑排队超出一个S_EPD_0阈值，并且缓冲存储器的状态显示应舍弃高优先帧时，完全舍弃高优先帧。
10.按权利要求1的方法，其特征在于，当在既不是帧的第一信元的，也不是帧的最后信元的一个信元到达情况下，逻辑排队最多有一个存储位置空闲时，或者当逻辑排队的长度超出连接专用的阈值S_PPD_0时，或者当缓冲存储器的充填状态显示，应舍弃高优先帧时，或者当帧的长度长于最大的帧大小几个信元时，部分地舍弃高优先帧。
11.按权利要求1的方法，其特征在于，当在此连接的第一信元到达的情况下，此连接用的排队长度大于变量S_PPD_1时，或者当排队的长度长于量S_EPD_1时，并且缓冲存储器的状态显示应舍弃低优先帧时，完全舍弃低优先帧。
12.按权利要求1的方法，其特征在于，当在既不是帧的第一信元的，也不是帧的最后信元的一个信元到达情况下，此连接用的排队长度大于变量S_PPD_1-1时，或者当排队的长度大于变量S_EPD_1时，并且当缓冲存储器状态显示应舍弃低优先帧时，或者当帧长于最大的帧大小时，部分地舍弃连接用的低优先帧。
13.按权利要求1的方法，其特征在于，排队专用的值S_EPD_0是大于值S_PPD_1，而小于值PPD_0-MFS，值S_PPD_0在此是排队固定上限用的一个尺度。
14.按权利要求1的方法，其特征在于，对于具有小的充填量的缓冲存储器，不使已接纳了其第一信元的，和其帧长度未超出最大的帧大小的高优先帧受局部分组删除方法支配。
15.按权利要求1的方法，其特征在于，对于具有小的充填量的缓冲存储器，不使已接纳了其第一信元的，和其帧长度未超出最大的帧大小的低优先帧受局部分组删除方法支配。
16.按权利要求1的方法，其特征在于，不同时设置EPD_flag和FPD_flag。
17.按权利要求9的方法，其特征在于，对于每个连接存储值MFS+S_EPD_0，并且管理变量EPD_FLAG，FPD_FLAG和current_Frame_length，在此变量current_Frame_length是瞬时帧长度用的一个尺度。
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