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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine prioritätsaktivierte Vermittlungsvorrichtung
und Verfahren zur Verwendung in Datenkommunikationsnetzen und insbesondere
eine Vermittlungsvorrichtung und Verfahren, die zu Mehrfachprioritätsvermittlung
fähig sind.
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In
Datenkommunikationsnetzen, insbesondere in lokalen Datennetzen (LANs)
und Weitverkehrsnetzen (WANs) ist die Netzwerkinfrastruktur unter
Verwendung von Ausrüstungen
wie zum Beispiel Hubs und Switches aufgebaut, die Endgeräte mit einem
Netzwerk-Backbone und Telekommunikationsstrecken verbinden, dadurch
Endgeräten
ermöglichen,
miteinander durch eine direkte oder indirekte Verbindung abhängig von der
Netzwerktopologie zu kommunizieren. Die Daten wurden durch Netzwerke
als eine Folge von Paketen übermittelt.
Die Pakete werden durch eine Quelle, wie zum Beispiel ein Endgerät oder Server
erzeugt, die mit einem Port eines Hubs oder Switches verbunden ist,
und werden einzeln durch das Netzwerk an ein Ziel übertragen.
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Da
sich die Anzahl der zu übertragenen
Bytes für
verschiedene Verkehrsarten ändert,
werden mehrere Maßnahmen
in Netzwerken verwendet, um die Paketgrößen zu standardisieren. Kleine
Datenelemente können
zusammen in große
gepackt werden, von einer einzelnen Standardzellengröße, und
große
Datenelemente können
in mehrere kleinere dieser gleichen Standardzellengröße unterteilt
werden.
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Im
Zusammenhang mit Datennetzen bezeichnet eine Dateneinheit ein Paket,
das Teil eines größeren zusammenhängenden
Informationselements wie zum Beispiel einer Datei oder Kommunikationssitzung
ist. Ein Paket kann von variabler Länge sein, zum Beispiel von
kleinen Paketen von 40 Bytes bis zu großen Paketen von 64000 Bytes
oder mehr reichen. Jedes Paket trägt eine Kennung, die verwendet
wird, um die zu verwendende Route zu identifizieren, die das Paket
durch das Datennetz durchläuft,
und eine Längenkennung oder
eine bestimmte Form von explizitem Start- und Endemuster. Eine als
eine Zelle bezeichnete Dateneinheit ist in der Regel eine feste,
normalerweise kleine (64 Bytes) Länge und ist Teil eines zusammenhängenden
Informationselements wie zum Beispiel eines Pakets oder Kommunikationsverbindung.
Zellen tragen eine Kennung, die verwendet wird, um die Route zu
identifizieren, die zu verwenden ist, die die Zelle durch das Datennetz
durchläuft.
Zellen werden durch einen Zellensynchronisationsmechanismus strukturiert.
In bestimmten Fälle
kann die Länge
einer Zelle veränderlich
sein, in welchem Fall die Länge
der Zellen explizit in einer Variablen definiert ist, die der Kommunikation
zugeordnet ist. Als Slots bezeichnete Dateneinheiten sind von kleiner
(normalerweise etwa 8 Bytes), fester Länge und sind Teil eines größeren zusammenhängenden
Informationselements wie zum Beispiel einer Zelle oder Pakets. Slots
tragen keine Kennung. Die Kennzeichnung wird durch die Nutzinformation
eines Slots oder die Nutzinformation eines vorangegangenen Slots
bestimmt. Slots werden durch spezielle Muster innerhalb ihrer Nutzinformationen
strukturiert.
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Die
Zellengröße in Netzwerksystemen
wird gemäß den Anforderungen
des Netzwerks ausgeglichen. Insbesondere die folgenden Faktoren
müssen
in Betracht gezogen werden: die Größe der Zellen muß klein genug
sein, um die Paketierungsverzögerung
niedrig zu halten, um die annehmbare Last auf den Übertragungsverbindungen
zwischen den wartenden Warteschlangen zu maximieren; und außerdem um
die Verzögerung
(Variation) von Zellen hoher Priorität, die durch Zellen niedriger
Priorität
verursacht wurde, niedrig zu halten. Da der physikalische Speicher,
in dem die Warteschlangen enthalten sind, eine vorgegebene endliche Größe hat,
kann, je kleiner die Elemente in der Warteschlange sind, um so mehr
in den gleichen Speicher passen, und je höher die Last auf der abgehenden Übertragungsverbindung
der Warteschlange sein wird, dadurch die Effizienz des Systems verbessert
werden. Andererseits muß die
Zellengröße für die Transporteffizienz
groß genug
sein. Außerdem
erzeugt die Segmentierung der Informationsblöcke zur Vermittlung in kleinere
Stücke, jedes
mit seinem eigenen Segmentierungsoverhead, zusätzlichen Overhead. Der Segmentierungsoverhead schließt Segmentstrukturierung,
Segmentschutz, Kommunikationsstromkennzeichnung, Kommunikationsstromwartung
und Dienstanpassungsschichtinformationen ein.
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Im
Multi-Path Self Routing System (MPSR) des Antragstellers werden
die Informationen in Multi-Slot-Zellen (Multi-Slot Cells/MSC) übertragen,
was eine bestimmte Flexibilität
in der Zellengröße ermöglicht, um
sie besser an die grundlegende Natur der transportierten Informationen
anzupassen. Das ermöglicht,
kleine Zellen für
gegenüber
Verzögerung
empfindliche Dienste und große
Zellen für
gegenüber
Effizienz empfindliche Dienste zu verwenden. Nichtsdestoweniger
bleibt die Größenabweichung
aus den folgenden Gründen eingeschränkt:
- (1) Die Warteschlangenspeichergröße, die
notwendig ist, um eine hohe Last auf den Übertragungsverbindungen unter
Verwendung großer
Zellen zu erreichen. Diese Einschränkung kann jedoch durch Vorteile
der Technologie gelockert werden, die es ermöglichen, die Größe des Speichers
zu immer geringeren Kosten zu erhöhen.
- (2) Die Verzögerung,
die durch den kommenden Verkehr hoher Priorität anfällt, während eine Zelle niedriger Priorität aus einer
Warteschlange gesendet wird. Die Verzögerung ist von der Größe der MSC
niedriger Priorität
abhängig,
die nicht zu groß sein
kann, um nicht einen MSC-Fluß höherer Priorität zu stark
zu stören. Die
Abschwächung
dieser Einschränkung
ist schwieriger zu erreichen, da sie einen Anstieg der Speichergeschwindigkeit
und der MSC-Verarbeitungsgeschwindigkeit
erfordern würde.
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Beim Übertragen
bekommt jedes Paket eine Zieladresse in einem Headerfeld. Wenn ein
Datenpaket an einer Vermittlungseinheit ankommt, wird es geprüft und gemäß der Programmierung
der Vermittlungseinheit verarbeitet. Vermittungseinrichtungen bilden
die Adressen der angeschlossenen Endgeräte ab und erlauben nur dann,
daß der
notwendige Verkehr durch die Vermittlungseinrichtung hindurchgeht.
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Eine
Vermittlungseinrichtung schließt
in der Regel mindestens 2 Eingangs-/Ausgangsports und mindestens
einen Prozessor ein. Während
physikalisch getrennte Eingangs- und Ausgangsports für jedes
Endgerät
oder Verbindung vorhanden sein können,
sind diese gewöhnlich
als ein Port dargestellt. Jeder Port hat eine zugeordnete Warteschlange
in einem Speicher, in dem vom Port empfangene oder an ihn zu sendende
Pakete gespeichert werden. Pakete, die an einer Eingangswarteschlange
einer Vermittlungseinrichtung eintreffen, warten ihrerseits auf
einen Prozessor, um die entsprechende Ausgangswarteschlange zu bestimmen,
falls vorhanden, bevor sie an diese Warteschlange durchgelassen
werden.
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Die
priorisierte Vermittlung wird oft in Form der Systemrichtlinien
der Dienstgüte
(Quality of Service/QoS) implementiert. Durch vorübergehende
Speicherung der Pakete für
sofortige empfindliche Kommunikation in Vermittlungselementen oder
Netzknoten bis die Übertragungskapazität nicht
länger
durch Kommunikationspakete höherer
Priorität
benötigt
wird, und folglich für
Pakete niedrigerer Priorität
zur Verfügung
steht, werden Probleme, die mit überlasteten
Datennetz verbunden sind, oft gelockert. Jedoch müssen auch
mit der bevorzugten Übertragung
der Zellen hoher Priorität
aus einer wartenden Warteschlange über eine Übertragungsverbindung, wenn
einmal die Übertragung
einer Zelle niedriger Priorität
begonnen ist, alle neuen ankommenden Zellen hoher Priorität warten,
bis die gesamte Zelle niedriger Priorität gegangen ist, bevor sie ihren Status
hoher Priorität
nutzen können,
um als erste Zugriff auf die Übertragungsressource
zu erhalten.
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Priorisierte
Vermittlung ist auch in der Europäischen Patentanmeldung mit
der Veröffentlichungsnummer
EP 0684719 und dem Veröffentlichungsdatum
29.11.1995 beschrieben. Hierin bettet ein paketvermitteltes Kommunikationssystem
ein kommendes Echtzeit-Paket ein, nachdem der nächste Block der Daten des Nicht-Echtzeit-Pakets übertragen
wird. Die Aufgabe der Einbettung wird durch Senden jedes Pakets
zusammen mit mindestens einem 1-Byte-Nachsatz erreicht, der verwendet
wird, um den Pakettyp anzugeben, ob der aktuelle Block der Nicht-Echtzeit-Daten verdrängt wird
oder ob der aktuelle Block der Nicht-Echtzeit-Daten wiederaufgenommen
wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ausschließlich in den beigefügten Patentansprüchen definiert.
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Das
vorgegebene minimale übertragbare
Element muß nicht
eine komplette Zelle oder Paket sein. Stattdessen bietet durch Unterbrechung
der Übertragungen
vor der Fertigstellung einer Zelle oder Pakets die vorliegende Erfindung
die schnelle, effiziente Vermittlung von Datenelementen höherer Priorität ohne auf
die Beendigung der aktuellen Übertragung
großer
Zellen oder Pakete warten zu müssen.
Wenn die Unterbrechung der Übertragung
beendet ist, kann die Übertragung
der unerledigten Zelle oder Pakets unverzüglich ab dem Punkt wiederaufgenommen
werden, an dem sie unterbrochen wurde.
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Das
minimale übertragbare
Element für
den Verkehr der asynchronen und bitsynchronen Protokolle ist ein
Bit, während das
minimale übertragbare
Element für
Verkehr der slotsynchronen Protokolle ein Slot ist.
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In
Betrieb arbeitet die Vermittlungseinrichtung möglichst nahe an einem idealen
Modell eines Vermittlungssystems für Mehrfach-Prioritätsinformationsströme: Zellenströme höherer Priorität werden
vermittelt, als ob keine Last von Zellen niedrigerer Priorität existiert.
Die Dienstgüte-Charakteristika für Zellenströme höherer Priorität werden überhaupt
nicht durch die Anwesenheit einer Last von Zellen niedrigerer Priorität beeinflußt.
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Wenn
der Unterbrechungsverzug klein genug ist, in der Größenordnung
mehrerer Bits, nähert
sich dieses Verhalten dem idealen, oben erwähnten für eine Mehrfach-Prioritäts-Zellenvermittlungsmatrix
oder Netzwerk, ohne Rücksicht
auf die Last und (möglicherweise
große)
Größe der Zellen
oder Pakete niedriger Priorität.
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Der
Einfluß auf
die Warteschlangenbildungsverzögerung
der Zellen oder Pakete hoher Priorität durch die Anwesenheit vorangegangener
Zellen oder Pakete niedrigerer Priorität wird von einer vollen Zellen-
oder Paketdauer in anderen Lösungen
auf die Dauer von maximal einem Bit oder einzelnem Slot der Zelle
oder Pakets niedrigerer Priorität
reduziert.
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Die
Verzögerungscharakteristika
und akzeptable Last oder erforderliche Warteschlangengrößen-Charakteristika
zur Übertragung
kleiner Zellen oder Pakete hoher Priorität sind nicht länger abhängig und
können ausgeführt werden,
ohne die Anwesenheit von größeren Zellen
oder Paketen niedrigerer Priorität
in einer gemischten Umgebung zu berücksichtigen.
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Vorzugsweise
ist der Prozessor konfiguriert, den von den Warteschlangen empfangenen
Verkehr anzupassen, um einen oder mehr Indikatoren für Reassembly
(Segmentierungsrückführung) einzuschließen, falls
nicht bereits vorhanden.
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Um
richtig zu funktionieren, erfordert die vorliegende Erfindung die
Zellen- oder Paketübertragung
mit einer bestimmten Form von expliziter Zellen- oder Paket-Startanzeige. Damit
ist ein Strukturierungsmuster gemeint, das laut Definition nicht
in einem korrekten Bitstrom auf einer Übertragungsleitung vorkommen
kann, auch nicht mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit. Außerdem werden
explizite Mittel benötigt,
um das Ende der Unterbrechung der Zelle oder Pakets höherer Priorität zu detektieren
und folglich die unterbrochene Zelle oder Pakete niedrigerer Priorität wiederaufzunehmen.
Bestimmte Typen der Zellen- oder Paketübertragung erfüllen diese
Kriterien von Natur aus.
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Reassembly-Indikatoren
können
verschiedene Start- und Ende-Indikatoren
für jede
Zelle oder Paket im Verkehr oder Start- und Längen-Indikatoren für jede Zelle
oder Paket einschließen.
Vorzugsweise ist der Prozessor konfiguriert, um den von den Warteschlagen
empfangenen Verkehr anzupassen, um eine Angabe der Prioritätsklassifizierung
der Warteschlange einzuschließen,
in deren Fall der Prozessor ebenfalls konfiguriert sein kann, um
jedes Paket oder Zelle in dem von den Warteschlangen empfangenen
Verkehr anzupassen, um eine Angabe der Prioritätsklassifizierung der Warteschlange
einzuschließen.
Der Prioritätsindikator
kann als ein Reassambly-Indikator, eine Änderung der Priorität auf der
Empfangsseite dienen, der angibt, ob die vorausgegangene Übertragung
entweder beendet oder unterbrochen wurde. Die Einbeziehung der Prioritätsklassifizierung
bietet einen einfachen, aber zuverlässigen und robusten Mechanismus,
von dem einzelne Pakete oder Zellen aus einem Datenstrom von verschachtelten,
unterbrochenen und anschließend wiederaufgenommenen
Paketen oder Zellen wieder zusammengesetzt werden können.
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Der
Prozessor kann konfiguriert sein, um vorgegebene Details der unterbrochenen
Verkehrsübertragungen
und ihre jeweiligen Warteschlangen in einem der Speichergeräte zu speichern
und um Details zur Verwendung beim Wiederaufnehmen der unterbrochenen Übertragung
abzurufen, wenn die unterbrechende Übertragung beendet ist.
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Die
Vermittlungseinrichtung kann mehrere Ausgänge einschließen, wobei
der Prozessor konfiguriert ist, um Verkehr an einen entsprechenden
Ausgang in Abhängigkeit
von der Zieladresse des Verkehrs zu senden.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vermittlungseinrichtung bereitgestellt,
die einen Eingang umfaßt,
von dem ein Datenstrom empfangen wird, wie in Anspruch 13 angegeben
ist.
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Der
Prozessor kann konfiguriert sein, um den Verkehr zu überwachen,
der durch ihn an eine Ausgangswarteschlange hindurchgeht, bis er
einen Start-Indikator innerhalb des Datenstroms feststellt, wobei
der Prozessor konfiguriert wird, um anschließenden Verkehr an eine weitere
Ausgangswarteschlange hindurchzulassen, bis das Ende des verschachtelten
Abschnittes des Verkehrs ermittelt ist, danach wird der Prozessor konfiguriert,
um anschließenden
Verkehr an die vorherige Ausgangswarteschlange hindurchzulassen,
oder bis ein weiterer Start-Indikator innerhalb des Datenstroms
festgestellt wird, wobei der Prozessor konfiguriert wird, um anschließenden Verkehr
an eine weitere Ausgangswarteschlange hindurchzulassen.
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Das
Ende eines verschachtelten Abschnittes des Verkehrs kann in Abhängigkeit
von einem Abschnittslängenindikator
innerhalb des verschachtelten Abschnittes des Verkehrs oder aus
der Detektion eines Ende-Indikators innerhalb des Datenstroms ermittelt
werden.
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Jeder
verschachtelte Abschnitt des Verkehrs kann einen Prioritätsindikator
einschließen,
wobei das Ende eines verschachtelten Abschnittes des Verkehrs aus
einem Abfall des Pegels des Prioritätsindikators bestimmt wird.
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Jeder
verschachtelte Abschnitt des Verkehrs kann einen Prioritätsindikator
einschließen,
wobei ein Start-Indikator einen Anstieg des Pegels des Prioritätsindikators
umfaßt.
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Der
Prozessor ist vorzugsweise konfiguriert, um als eine Zustandsmaschine
zu arbeiten.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
der Übertragung von
Datenverkehr bereitgestellt, das ein vorgegebenes minimales übertragbares
Element aufweist, wie in Anspruch 1 beschrieben ist.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
der Wiedervereinigung mehrerer Verkehrsströme bereitgestellt, die innerhalb
eines Datenstroms in einer jeweiligen Ausgangswarteschlange für jeden
Verkehrsstrom verschachtelt sind, wie in Anspruch 5 beschrieben
ist.
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Ein
Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail mit Verweis
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
-
1 – eine Darstellung
einer Vermittlungseinrichtung, die mehrere zu verarbeitende Eingangswarteschlangen
einschließt;
-
2 – eine Darstellung
der Eingangswarteschlangen von 1 während der
Prioritätsumschaltung;
-
3 – eine Darstellung
der Eingangswarteschlangen der 1 und 2 nach
der Prioritätsumschaltung;
-
4 – eine Darstellung
einer Vermittlungseinrichtung, die unterbrochenen priorisierten,
zu verarbeitenden Verkehr empfängt;
und,
-
5 und 6 – vereinfachte
Zustandsübergangsdiagramme,
die Zustandsmaschinen zur Verwendung bei der Verarbeitung empfangener
Daten gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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1 ist
eine Darstellung eines Teils einer Vermittlungseinrichtung, die
mehrere zu verarbeitende Eingangswarteschlangen einschließt. Der
Verkehr in Form von Datenelementen, wie zum Beispiel Slots, wird
an den Warteschlangen 1 bis 4 empfangen. Die Warteschlange 1 ist
vorbestimmt, um die höchste
Prioritätsumschaltungsbehandlung
zu empfangen, während
die Warteschlange 4 die niedrigste Prioritätsumschaltungsbehandlung
empfängt.
Ein Prozessor (nicht gezeigt) überwacht
den Verkehr, der an den Warteschlangen ankommt, um das Switching
des Verkehrs an einen Ausgangsport 5 zu steuern, der mit
einer Übertragungsverbindung 6 verbunden
ist.
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Ein
Verkehrsstrom, der an Warteschlange 3 empfangen wurde,
schließt
einen Start-Slot 7, mehrere Body-Slots 8 und einen
Ende-Slot 9 ein. Da kein Verkehr höherer Priorität, der in
anderen Warteschlangen wartet, zu übertragen ist, schaltet der
Prozessor den Verkehr in Warteschlange 3 an den Ausgangsport 5 um,
der mit Start-Slot 7 beginnt, gefolgt durch die Body-Slots 8 und
den Ende-Slot 9.
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Wenn
jedoch während
der Übertragung
der Slots Verkehr 7a bis 9a an der Warteschlange 1 ankommt, wird
es durch den Prozessor erkannt. Da die Warteschlange 1 Anspruch
auf eine Umschaltungsbehandlung höherer Priorität als Warteschlange 3 hat,
wird die Übertragung
von Warteschlange 3 unverzüglich unterbrochen und durch
Umschaltung des Verkehrs von Warteschlange 1 ersetzt, wie
in 2 gezeigt ist.
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Wenn
der Prozessor ermittelt, daß der
gesamte Verkehr höherer
Priorität
auf Ausgangsport 5 umgeschaltet worden ist, nimmt er die
Vermittlung des Verkehrs 7–9 von Warteschlange 3 wieder
auf, wie in 3 gezeigt ist.
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Während der Übertragung
einer Zelle, Slots oder Pakets von einer der Warteschlangen werden
alle Warteschlangen höherer
Priorität,
beginnend mit der höchsten,
auf das Eintreffen neuer Zellen, Slots oder Pakete überwacht.
Falls solch ein Eintreffen eintritt, wird die aktuelle Übertragung
eines Datenelements niedrigerer Priorität zu dem frühestmöglichen Zeitpunkt angehalten.
Der frühestmögliche Zeitpunkt
ist normalerweise, wenn eine aktuell anstehende Übertragung eines vorgegebenen
minimalen übertragbaren
Elements beendet worden ist. Für
ein asynchrones oder bitsynchrones Protokoll ist das minimale übertragbare
Element ein Bit. Für
ein slotsynchrones Protokoll ist es ein Slot. Falls notwendig, wird
in einem Speicher aufgezeichnet, von welcher Warteschlange ein Paket
gesendet worden ist, und bis zu welchem Zeitpunkt die Übertragung
dieses Pakets beendet war. Die neue Zelle, Slot oder Paket beginnt
auf der Übertragungsleitung
und wird bis zur Beendigung fortgesetzt oder bis eine Zelle, Slot
oder Paket in einer Warteschlange mit sogar höherer Priorität ankommt.
Nach Beendigung der Übertragung
der Zellen, Slots oder Pakete höherer
Priorität,
wird im Falle, daß keine
anderen Ankünfte
in der gleichen Warteschlange oder Warteschlangen höherer Priorität auftreten,
die Übertragung
des nächsten
Bits oder Slots der unterbrochenen Zelle oder Paktes niedrigerer
Priorität
wiederaufgenommen.
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Auf
der Empfangsseite der Übertragungsleitung
ist ein Vermittlungselement mit der umgekehrten Konfiguration wie
der von 1. Ein Empfängervermittlungselement ist
in 4 gezeigt. Das Vermittlungselement verwendet seinen
Prozessor (nicht gezeigt), um den Beginn einer neuen Zelle, Slots
oder Pakets und ihre Priorität
zu bestimmen. Diese Priorität
kann explizit in der ersten Slot-Angabe, im Zellen- oder Paketheader
zur Verfügung
stehen, oder sich implizit auf die Zellenkennzeichnung beziehen.
Diese beiden Angaben werden in eine Eingangsprioritäts-Zustandsmaschine 20 gegeben,
die verwendet wird, um zu bestimmen, ob eine andere Zellen- oder
Paketübertragung
vorher lief, d. h. unterbrochen wurde, und ob die unterbrochene
Zelle oder Paket, falls vorhanden, eine niedrigere Priorität als die
neue hatte. Die Zustandsmaschine ermittelt dann, ob der Beginn einer
neuen Zelle oder Pakets akzeptabel ist und aktiviert die Übertragung
der neuen Zelle oder Pakets an eine innere Ankunftswarteschlange 30–60 mit
entsprechender Priorität,
wo die Zelle oder Paket wartet, für die die Routingentscheidung
bevorsteht, oder sie entscheidet, daß die Zelle oder Paket unerlaubt
ist und generiert eine Ausnahme.
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Wenn
es ermittelt ist, daß der
neue Beginn akzeptabel ist, werden die Routing- und Warteschlangeninformationen
für die
unterbrochene Zelle oder Paket in einen Speicherbereich 70 gestellt
und die Routinglogik wird für
die neue Zelle oder Paket neu gestartet. Nach Detektion des Endes
der unterbrochenen Zelle oder Pakets kehrt die Zustandsmaschine 20 in
den vorherigen Zustand durch Abrufen der Routing- und Warteschlangenlogik
für die
vorherige Zelle oder Paket niedrigerer Priorität aus dem Speicherbereich 70 zurück und nimmt
ihre Verarbeitung wieder auf.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf folgende Typen von Datenpaketen oder
Zellen ohne Modifikation anwendbar:
- – asynchrone
Zellen oder Pakete mit explizitem Startflag und explizitem Endeflag
oder explizitem Längenindikator
in ihrem Header;
- – bitsynchrone
Zellen oder Pakete mit explizitem Startflag und explizitem Endeflag
oder explizitem Längenindikator
in ihrem Header; und,
- – slotsynchrone
Multi-Slot-Zellen oder Paketen mit einer expliziten ersten Slot-Angabe
und explizitem letzte Slot-Indikator
oder einem expliziten Längenindikator.
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Leider
eignen sich einige Kommunikationsprotokolle selbst nicht für die vorliegende
Erfindung. Im Falle des HDLC (Highlevel Data Link Control), während das
Startflag ('01111110') an jeder Bitstelle
auftreten könnte,
und eindeutig und sofort den Beginn eines neuen Pakets identifiziert,
das höhere
Priorität
haben könnte, wenn
es beginnt, bevor das vorherige korrekt beendet wurde, ist das Endeflagmuster
ebenfalls ('01111110') und das Muster
kann daher am Ende oder am Anfang einer Zelle oder Pakets auftreten,
und wird eindeutig und sofort das Ende des Pakets hoher Priorität identifizieren.
Jedoch zeigt das Muster nicht an, ob das nächste Bit zu der unterbrochenen
Zelle oder Paket niedriger Priorität oder einer anderen neu begonnenen
Zelle oder Paket gehört,
das die gleiche höhere
Priorität
wie die vorherige hat.
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Während Multi-Slot-Zellen,
wie für
MPSR definiert ist, die Anforderung des Übertragens einer expliziten
Angabe des ersten (Header-)Slots erfüllen, der von den folgenden
(Body-)Slots oder freien Slots verschieden ist, ist keine Angabe
für den
letzen Slot vorhanden, endet eine MSC durch entweder den ersten
Slot der nächsten
MSC oder durch einen leeren Slot. Auf diese Weise können der
letzte Slot einer MSC höherer
Priorität
und die weiteren Body-Slots der MSC niedriger Priorität nicht
voneinander unterschieden werden. Um diese Probleme zu beheben,
wird der letzte Slot einer MSC explizit in der vorliegenden Erfindung
identifiziert. Die Mechanismen, die sich um zwei alternative Zustandsmaschinen
herum aufbauen, sind unten erörtert,
die besonders auf Multi-Slot-Systeme wie zum Beispiel MPSR anwendbar
sind. Vergleichbare Mechanismen, die für asynchron oder bitsynchron übertragene
Zellen oder Pakete geeignet sind, können leicht durch einen Fachmann
abgeleitet werden.
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Zuerst
kann der Slottyp im Slotsteuerungs-Bitmuster zusammen mit der Priorität in separaten
Bits codiert werden. Freie Slots werden als Einzelslot-Zellen oder
-Pakete der niedrigsten Priorität
angegeben, da sie für
aktuellen Datenverkehr nicht zu verwenden sind. Diese Lösung ist
detailliert in der Zustandstabelle
1 unten dargestellt
und ist ebenfalls in einem vereinfachten (keine Reset-/Fehlerzustände dargestellt)
Zustandsübergangsdiagramm
von
5 gezeigt.
| Ereignis | Zustand
des Empfängers |
| Slottyp | Priorität | Frei | Priorität 1 | Priorität 0 | Priorität 0 |
| Einzelner
Slot | 0 | Frei | Priorität 1 | Reset | Reset |
| Einzelner
Slot | 1
(Frei) | Frei | Reset | Reset | Reset |
| Erster
Slot | 0 | Priorität 0 | I-Priorität 0 | Reset | Reset |
| Erster
Slot | 1 | Priorität 1 | Reset | Reset | Reset |
| Body-Slot | 0 | Reset | Reset | Priorität 0 | Priorität 0 |
| Body-Slot | 1 | Reset | Priorität 1 | Reset | Reset |
| Letzter
Slot | 0 | Reset | Reset | Priorität 1 | Frei |
| Letzter
Slot | 1 | Reset | Frei | Reset | Reset |
Tabelle
1
-
Die
alternative Lösung
codiert die Slottypen sowie Priorität in jedem Slotsteuerungs-Bitmuster,
wie detailliert in der Zustandstabelle
2 unten angegeben
ist und ebenfalls im entsprechenden vereinfachten (keine Reset-
oder Fehlerzustände
dargestellt) Zustandsübergangsdiagramm
von
6 gezeigt ist.
| Ereignis | Zustand
des Empfängers |
| Slottyp | Frei | Priorität 1 | Priorität 0 |
| Freier Slot | Frei | Frei | Frei |
| Priorität 0 erster
Slot | Priorität 0 | Priorität 0 | Priorität 0 |
| Priorität 0 Body-Slot | Reset | Reset | Priorität 0 |
| Priorität 1 erster
Slot | Priorität 1 | Priorität 1 | Priorität 1 |
| Priorität 1 Body-Slot | Reset | Priorität 1 | Priorität 1 |
Tabelle
2
-
1
Muster wird zur Angabe der freien Slots benötigt und 2 Muster werden pro
Priorität
benötigt,
eines für
erste Slots und eines für
nachfolgende Slots der gleichen Multiple-Slot-Zelle oder -Pakets. RESET bedeutet Rückkehr zum
freien Zustand mit einer Fehleranzeige.
-
Während die
vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein Vermittlungssystem beschrieben
worden ist, in dem mehrere Eingangswarteschlangen auf eine einzelne Übertragungsleitung
geschaltet werden (tatsächlich wie
ein Router arbeiten), wird der Fachmann richtig einschätzen, daß die vorliegende
Erfindung in gleicher Weise auf die Vermittlung von Verkehr auf
mehrere Übertragungsleitungen
oder Ausgangsports anwendbar ist.
-
Während die
Prinzipien der Erfindung oben in Verbindung mit der speziellen Vorrichtung
beschrieben worden sind, ist es auch klar zu verstehen, daß diese
Beschreibung nur beispielhaft erfolgte und nicht als eine Einschränkung des
Anwendungsbereiches der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.
| Figur | Englisch | Deutsch |
| Fig.
1 | | |
| 5 | Output
Port | Ausgangsport |
| 6 | Transmission
link | Übertragungsverbindung |
| | | |
| Fig.
2 | | |
| 5 | Output
Port | Ausgangsport |
| 6 | Transmission
link | Übertragungsverbindung |
| | | |
| Fig.
3 | | |
| 5 | Output
Port | Ausgangsport |
| 6 | Transmission
link | Übertragungsverbindung |
| | | |
| Fig.
4 | | |
| | | |
| Fig.
5 | | |
| | body
slot,0 | Body-Slot,
0 |
| | IPriority0 | I-Priorität 0 |
| | first
slot,0 | erster
Slot,0 |
| | last
slot,0 | letzter
Slot,0 |
| | Priorityl | Priorität 1 |
| | single
slot,0 | einzelner
Slot,0 |
| | body
slot,1 | Body-Slot,1 |
| | first
slot,1 | erster
Slot,1 |
| | last
slot,1 | letzter
Slot,1 |
| | Idle | Frei |
| | first
slot,0 | erster
Slot,0 |
| | last
slot,0 | letzter
Slot,0 |
| | Priority0 | Priorität 0 |
| | body
slot,0 | Body-Slot,0 |
| | | |
| Fig.
6 | | |
| | Idle
Slot | freier
Slot |
| | Idle | Frei |
| | Priority
1 First Slot | Priorität 1 erster
Slot |
| | Priority
0 First Slot | Priorität 0 erster
Slot |
| | Priority
0 Body Slot | Priorität 0 Body-Slot |
| | Priority
0 First Slot | Priorität 0 erster
Slot |
| | Priority
1 | Priorität 1 |
| | Priority
0 | Priorität 0 |
| | Priority
1 First Slot | Priorität 1 erster
Slot |
| | Priority
1 Body Slot | Priorität 1 Body-Slot |
| | Priority
0 First Slot | Priorität 0 erster
Slot |