DE60130292T2 - Verbesserung in oder in Bezug auf Vermittlungseinrichtungen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen in oder in Bezug auf Vermittlungseinrichtungen, und sie betrifft spezieller ein Verfahren zum Anpassen der Bandbreite in solchen Einrichtungen.
  • Das Verkehrsaufkommen im Internet wächst exponentiell, wobei es sich alle drei bis sechs Monate verdoppelt. Die gegenwärtige Kapazität von Internet-Protokoll-(IP-)Routern ist nicht ausreichend, um diesen Bedarf zu befriedigen, und daher werden Produkte benötigt, welche IP-Verkehr mit extrem großen Aggregatbandbreiten in der Größenordnung von 10 Gbit/s bis zu mehreren Tbit/s routen können. Solche Router werden "Superrouter" genannt.
  • Außerdem besteht ein wachsender Bedarf, Multicast-Kommunikation (Einpunkt zu Mehrpunkt oder Mehrpunkt zu Mehrpunkt) im Internet oder irgendeinem anderen IP-basierten Netz zu unterstützen. Um einen solchen Dienst zu unterstützen, muss ein IP-Router in der Lage sein, Pakete zu replizieren und sie paketweise an mehrere Ausgänge zu senden. In einem Router, in dem Bandbreitenzuweisungen streng gesteuert werden (um Dienstgüte-Kriterien zu unterstützen), ist es erforderlich zu bestimmen, wie viel Bandbreite Multicast-Verkehr über die Core-Switching-Konfiguration (Kernvermittlungskonfiguration) zuzuweisen ist. Das Dokument EP 0678996 beschreibt eine ATM-Vermittlung für Multicast-Verkehr.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches die oben erwähnten Probleme überwindet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Zuweisen von Bandbreite für Multicast-Verkehr in einer zwischen einer Vielzahl von Eingangs-Mitteln und einer Vielzahl von Ausgangs-Mitteln geschalteten Vermittlungseinrichtung bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • a1) Bestimmen der Belegung der Eingangs-Multicast-Warteschlange für jedes Eingangs-Mittel;
    • b1) Bestimmen der Anzahl der Multicast-Zellen, welche die Ausgangs-Mittel im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt von den Eingangs-Mitteln empfangen haben;
    • c) Bestimmen der effektiven Belegung der Ausgangs-Multicast-Warteschlange für jedes Paar Eingang/Ausgang;
    • d) Bestimmen der für Multicast-Verkehr verfügbaren Ausgangs-Bandbreite für jedes Paar Eingang/Ausgang;
    • a2) Bestimmen der Belegung der Ausgangs-Multicast-Warteschlange für jedes Ausgangs-Mittel;
    • b2) Bestimmen der Anzahl der Multicast-Zellen, welche von den Eingangs-Mitteln im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt zu den Ausgangs-Mitteln gesendet wurden;
    • e) Bestimmen der effektiven Belegung der Eingangs-Multicast-Warteschlange für jedes Paar Eingang/Ausgang;
    • f) Bestimmen der für Multicast-Verkehr verfügbaren Eingangs-Bandbreite für jedes Paar Eingang/Ausgang;
    • g) Bestimmen des Minimums aus (i) der für Multicast-Verkehr verfügbaren Eingangs-Bandbreite, die in Schritt (f) bestimmt wurde; und (ii) der für Multicast-Verkehr verfügbaren Ausgangs-Bandbreite für jedes Paar Eingang/Ausgang, die in Schritt (d) bestimmt wurde, und Zuweisen derjenigen Bandbreite (i) oder (ii), welche die minimale ist, als die Bandbreite für Multicast-Verkehr;
    • h) Berechnen der Bandbreitenzuweisung für den nächsten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt entsprechend den Werten, die in den Schritten (a1) bis (g) des Verfahrens bestimmt wurden; und gemeinsames Nutzen einer eventuell verbleibenden Bandbreite durch Paare Eingang/Ausgang.
  • Vorzugsweise umfasst Schritt c das Berechnen des Produktes der Belegung der Eingangs-Warteschlange und der Anzahl der Multicast-Zellen, welche das Ausgangs-Mittel im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt von dem betreffenden Eingangs-Mittel empfangen hat, dividiert durch die Gesamtzahl der Multicast-Zellen, welche dieses Ausgangs-Mittel im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt von allen Eingangs-Mitteln empfangen hat.
  • Vorzugsweise umfasst Schritt d das Multiplizieren der verfügbaren Bandbreite an jedem Ausgangs-Mittel mit der effektiven Belegung der Ausgangs-Multicast-Warteschlange und das Dividieren durch die Summe der effektiven Belegungen der Ausgangs-Warteschlange von allen Eingangs-Mitteln und der Längen der Unicast-Warteschlangen in allen Eingangs-Mitteln, die für dieses Ausgangs-Mittel bestimmt sind.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun, lediglich als Beispiel, auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
  • 1 eine Eingangs-Forwarder-Ablaufsteuerungsfunktion zeigt;
  • 2 eine zentralisierte Bandbreitenzuweisung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 3 effektive Warteschlangenlängen für Multicast-Bandbreitenzuweisung in Nicht-Echtzeit zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren des dynamischen Anpassens der Multicast-Verkehr zugewiesenen Bandbreite, über eine Vermittlung für asynchronen Übertragungsmodus (Asynchronous Transfer Mode, ATM) oder eine kreuzschienenartige Vermittlungskonstruktion, welche mehrere Forwarder-Funktionen (Weiterleitungsfunktionen) für IP-Pakete vereinigt, so dass ein "Superrouter"-Knoten gebildet wird.
  • Um ein Blockieren am vorderen Ende der Leitung zu verhindern, wird Unicast-Verkehr in getrennten logischen Ablaufsteuerungsinstanzen (Ablaufsteuerungsblöcke genannt) in Warteschlangen eingereiht, je nachdem, für welchen Ausgangs-Forwarder (Ausgangs-Weiterleiter) er bestimmt ist. Der Ablaufsteuerungsblock bedient eine Menge von Warteschlangen (pro Klasse oder pro Verbindung) über einen beliebigen gewünschten Mechanismus (z.B. strenge Priorität oder Weighted-Fair-Queuing), vorausgesetzt, dass für die Echtzeit-IP-Verkehrsklasse eine minimale Bandbreite garantiert ist.
  • Für Multicast-Verkehr ist es jedoch nicht praktisch realisierbar, Verkehr auf der Basis einer eindeutigen Kombination von Ausgangs-Zielen in Warteschlangen einzureihen. Dies liegt daran, dass die Anzahl der erforderlichen Warteschlangen selbst für eine relativ kleine Zahl von Ausgangs-Ports unbeherrschbar wird. Daher wird in jedem Eingangs-Forwarder (Eingangs-Weiterleiter) ein separater Multicast-Ablaufsteuerungsblock verwendet, der eine Echtzeit-Multicast-Warteschlange und eine oder mehrere Nicht-Echtzeit-Multicast-Warteschlangen enthält, wie in 1 dargestellt.
  • 1 zeigt einen Eingangs-Forwarder 100, welcher einen Unicast-Ablaufsteuerungsblock 110 zur Ablaufsteuerung von Unicast-Verkehr und einen Multicast-Ablaufsteuerungsblock 130 zur Ablaufsteuerung von Multicast-Verkehr aufweist. Obwohl nur ein Unicast-Ablaufsteuerungsblock 110 und ein Multicast-Ablaufsteuerungsblock 130 dargestellt sind, ist klar, dass entsprechend einer bestimmten Anwendung eine beliebige Anzahl solcher Ablaufsteuerungsblöcke in einer beliebigen Kombination vorgesehen sein kann.
  • Der Unicast-Ablaufsteuerungsblock 110 umfasst eine Vielzahl von Warteschlangen 112, 114, 116, die mit einem Scheduler (Ablaufsteuerer) 118 verbunden sind, welcher einen Ausgang 120 aufweist, der mit einem bestimmten Ausgangs-Forwarder (nicht dargestellt) verbunden ist, zum Beispiel einem Ausgangs-Forwarder 1, wie angegeben. Obwohl nur drei Warteschlangen 112, 114, 116 dargestellt sind, kann selbstverständlich eine beliebige Anzahl von Warteschlangen entsprechend einer bestimmten Anwendung vorgesehen sein.
  • Der Scheduler 118 hat eine Ablaufsteuerungsgeschwindigkeit, welche von der Unicast-Bandbreitenzuweisung bestimmt wird, und bewirkt, dass Zellen 122, 124, 126 am vorderen Ende jeweiliger Warteschlangen 112, 114, 116 entsprechend ihrer Priorität, wie durch den Pfeil 128 bezeichnet ist, zum Ausgang 120 übertragen werden. Die Unicast-Bandbreitenzuweisung wird in der ebenfalls anhängigen britischen Patentanmeldung Nr. 9907313.2 (Docket Nummer F21558/98P4863) beschrieben.
  • Der Multicast-Ablaufsteuerungsblock 130 umfasst Warteschlangen 132, 134 – eine Echtzeit-Warteschlange 132 und eine Nicht-Echtzeit-Warteschlange 134. Beide Warteschlangen 132, 134 sind mit einem Scheduler 136 verbunden, welchen der gesamte Multicast-Verkehr durchläuft. Der Scheduler 136 weist einen Ausgang 138 auf.
  • Es ist klar, dass, obwohl nur eine Echtzeit-Warteschlange und eine Nicht-Echtzeit-Warteschlange dargestellt sind, eine beliebige Anzahl solcher Warteschlangen in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung vorhanden sein kann.
  • Zellen 142, 144 am vorderen Ende jeweiliger Warteschlangen 132, 134 werden für den Durchgang durch den Scheduler 136 zum Ausgang 138 entsprechend einer Priorität ausgewählt, wie durch den Pfeil 146 bezeichnet ist.
  • Ankommender IP-Verkehr von der Leitung wird in die jeweiligen Warteschlangen eingereiht, die mit einem Ablaufsteuerungsblock verknüpft sind. Die Wahl des Ablaufsteuerungsblockes wird durch den Ziel-Ausgangs-Forwarder sowie dadurch, ob es sich um Multicast- oder Unicast-Verkehr handelt, bestimmt. Die Dienstklasse bestimmt die spezifische Warteschlange, die zu verwenden ist.
  • Die Gesamtansicht einer zentralisierten Bandbreitenzuweisungs-Anordnung 200 ist in 2 dargestellt. Die Anordnung 200 umfasst eine Vielzahl von Eingangs-Forwardern 210, eine Vielzahl von Ausgangs-Forwardern 220, ein Vermittlungsnetz 230 und eine Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240. Jeder Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218 kann je nach Erfordernis über das Vermittlungsnetz 230 unter der Steuerung der Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 mit einem oder mehreren Ausgangs-Forwardern 222, 224, 226, 228 verbunden werden.
  • Obwohl nur vier Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218 und vier Ausgangs-Forwarder 222, 224, 226, 228 dargestellt sind, ist klar, dass eine beliebige Anzahl von Eingangs- und Ausgangs-Forwardern in Abhängigkeit von einer speziellen Anwendung vorgesehen sein kann.
  • Wie in 2 dargestellt, ist jeder Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218 mit der Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 über Verbindungen 242 und 244 gekoppelt, wobei um der Klarheit willen nur die Verbindungen 242, 244 zum Eingangs-Forwarder 212 dargestellt sind. Die Verbindung 242 versorgt die Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 mit Informationen betreffs der Pufferbelegung, der Ankunftsgeschwindigkeit von Paketen von Zellen usw. für jeden Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218. Die Verbindung 244 versorgt jeden Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218 mit Ablaufsteuerungs-Entscheidungen, die von der Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 getroffen wurden.
  • In ähnlicher Weise ist jeder Ausgangs-Forwarder 222, 224, 226, 228 mit der Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 über eine Verbindung 246 gekoppelt, welche die Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 mit Informationen betreffs der gesendeten Multicast-Zellen versorgt. Auch in diesem Falle ist um der Klarheit willen nur die Verbindung 246 mit dem Ausgangs-Forwarder 222 dargestellt.
  • Für jeden festen Zeitraum, das heißt, den Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt (Bandwidth Allocation Period, BAP), sendet jeder Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218 die Pufferbelegung (und möglicherweise andere Informationen) über die Verbindung 242 zu der zentralen Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240. Außerdem sendet jeder Ausgangs-Forwarder 222, 224, 226, 228 über die Verbindung 246 Informationen darüber, wie viele Multicast-Zellen in dem letzten BAP von jedem Eingangs-Forwarder 212, 214, 216, 218 empfangen wurden. Die Bandbreitenzuweisungs-Steuereinrichtung 240 berechnet die Zuweisung von Bandbreite zwischen allen Paaren von Eingangs- und Ausgangs-Forwardern für den nächsten BAP und verwendet diese, um den Eingangs-Forwardern 212, 214, 216, 218 über die Verbindung 244 Ablaufsteuerungs-Informationen zu liefern, die ihnen sagen, welche Zellen/Pakete im nächsten Zellen-Zeitabschnitt zu senden sind.
  • Um jedoch Multicast-Funktionalität in den Prozess der Bandbreitenzuweisung einzubeziehen, sind einige Ergänzungen des Unicast-Algorithmus erforderlich, der in der oben erwähnten britischen Patentanmeldung Nr. 9907313.2 definiert wurde. Der Algorithmus der Unicast-Bandbreitenzuweisung teilt im Wesentlichen die verfügbare Bandbreite am Eingang und Ausgang zwischen konkurrierenden Forwardern auf, wobei er die Eingangs-Warteschlangenlänge als einen Gewichtsfaktor verwendet. Die Warteschlangenlänge des Unicast-Ablaufsteuerungsblockes für Verkehr am Eingangs-Forwarder i, der für den Ausgangs-Forwarder j bestimmt ist, wird mit qij bezeichnet. Somit ist zum Beispiel der Betrag der Bandbreite, die für Unicast-Verkehr vom Eingangs-Forwarder i zum Ausgangs-Forwarder j am Ausgang zugewiesen wird, beij, durch die folgende Gleichung gegeben:
    Figure 00080001
  • Hierbei ist ABWEj die verfügbare Bandbreite, nachdem Echtzeit-Reservierungen berücksichtigt worden sind, am Ausgangs-Forwarder j, und Σqik ist die Summe der Pufferbelegungen für Daten, die für den Ausgangs-Forwarder j bestimmt sind, in jedem Eingangs-Forwarder. Der Term qik stellt die Pufferbelegung des Ablaufsteuerungsblockes im Eingangs-Forwarder i dar, die für den Ausgangs-Forwarder j bestimmt ist.
  • Für Echtzeit-Multicast-Ströme sind die Ausfächerungs- und Bandbreiten-Garantien im Voraus bekannt, und die Summe aller Eingangs- und Ausgangsanforderungen kann von der verfügbaren Bandbreite auf dieselbe Weise subtrahiert werden, wie für Echtzeit-Unicast-Verkehrsströme.
  • Da der Betrag der Ausgangs-Bandbreite, die für Nicht-Echtzeit-Multicast-Ströme benötigt wird, nicht (wie im Falle von Echtzeit-Multicast) bekannt ist, muss er von dem System bestimmt werden. Ein Weg zum Bestimmen des Betrages der erforderlichen Ausgangs-Bandbreite besteht darin, an den Ausgangs-Forwardern statistische Daten über die Anzahl der Multicast-Zellen zu sammeln, die im letzten BAP von jedem Eingangs-Forwarder empfangen wurden. Diese statistischen Daten können dann in die Warteschlangenstatistik-Nachricht aufgenommen werden, die in jedem BAP von dem Eingangs-Forwarder an den zentralen Scheduler gesendet wird.
  • Obwohl die 1 und 2 unter Bezugnahme auf Eingangs- und Ausgangs-Forwarder beschrieben wurden, ist klar, dass die Eingangs- und Ausgangseinrichtungen nicht auf solche Einrichtungen beschränkt sind und eine beliebige geeignete Einrichtung umfassen können, welche es ermöglicht, Datenpakete von einer Seite eines Vermittlungsnetzes zu einer anderen zu übertragen.
  • 3 zeigt ein System 300 zum Berechnen einer Bandbreitenzuweisung für Nicht-Echtzeit-Multicast. Das System 300 umfasst eine Vielzahl von Eingangs-Forwardern oder Leitungsschnittstellenkarten (Line Interface Cards, LICs) 310, eine Vielzahl von Ausgangs-Forwardern oder Leitungsschnittstellenkarten (Line Interface Cards, LICs) 320 und ein Vermittlungsnetz 330. Jede Eingangs-LIC 312, 314, 316 weist wenigstens eine Warteschlange 342, 344, 346 auf, wie dargestellt. Jede Ausgangs-LIC 322, 324, 326 empfängt Daten von einer oder mehreren Eingangs-LICs 312, 314, 316 über das Vermittlungsnetz 330, wie dargestellt. Um der Klarheit willen ist in jeder Eingangs-LIC 312, 314, 316 nur eine Warteschlange 342, 344, 346 dargestellt.
  • Die Belegung der Multicast-Warteschlange eines Eingangs-Forwarders wird mit mcqi für den Eingangs-Forwarder i bezeichnet. Die Anzahl der Multicast-Zellen, die der Ausgangs-Forwarder j im letzten BAP vom Eingangs-Forwarder i empfangen hat, wird mit mcqij bezeichnet. Die Bandbreite, welche Nicht-Echtzeit-Multicast-Strömen vom Eingangs-Forwarder i zum Ausgangs-Forwarder j zugewiesen wird, wird mit mcbij bezeichnet.
  • Der Wert von mcqi wird in dem "gerechten Anteil" an der Eingangs-Bandbreite auf dieselbe Weise verwendet, wie qij beim Algorithmus der zentralisierten Unicast-Bandbreitenzuweisung.
  • Die Werte mcqij sind an der "gerechten Anteilszuweisung" am Ausgang beteiligt, indem sie eine Proportion liefern, mit welcher die Belegungen der Eingangs-Multicast-Warteschlangen skaliert werden. Dies bedeutet, dass das effektive Gewicht, welches die Belegung der Eingangs-Nicht-Echtzeit-(NEZ-)Multicast-Warteschlange (mcqi) an einem Ausgangs-Forwarder j hat (emcqij genannt), durch das Verhältnis der NEZ-Zellen, die durch den Ausgangs-Forwarder j empfangen wurden, zu allen solchen Zellen, die am Ausgangs-Forwarder j im letzten BAP-Zeitabschnitt empfangen wurden, bestimmt wird. Für dieses Gewicht gilt daher die folgende Gleichung:
    Figure 00100001
  • Der Wert von emcqij wird dann in Funktionen der Ausgangs-Bandbreitenzuweisung neben den Unicast-Äquivalenten qij verwendet.
  • Somit ist das Äquivalent zu Gleichung (1), wenn der Multicast-Verkehr einbezogen wird, gegeben durch Gleichung (3):
    Figure 00100002
    wobei bmeij die NEZ-Multicast-Bandbreite ist, die zwischen Eingangs-Forwarder i und Ausgangs-Forwarder j zugewiesen wird, und wobei ABWEj, emcqij und qik dieselbe Bedeutung haben wie zuvor.
  • Ähnliche Prinzipien können am Eingang für die Bandbreiten-Zuweisung angewendet werden, und eventuell übrig gebliebene Bandbreite kann zwischen Unicast- und Multicast-Zuweisungen mittels irgendeines "gerechten" Mechanismus aufgeteilt werden.
  • Die Eingangs-Gleichung für NEZ-Multicast-Bandbreite erhält folgende Form:
    Figure 00110001
  • ABWIi ist die verfügbare Bandbreite am Eingangs-Forwarder i, nachdem Echtzeitverkehrs-Reservierungen berücksichtigt worden sind. Der Term imcgij ist das Eingangs-Äquivalent zu emcqij und ist das effektive Gewicht, mit welchem die Belegung der Eingangs-Multicast-Warteschlange zu skalieren ist. Er wird aus Gleichung (5) berechnet.
  • Figure 00110002
  • Die eigentliche zugewiesene Multicast-Bandbreite zwischen Eingangs-Forwarder i und Ausgangs-Forwarder j ist das Minimum der Eingangs- und der Ausgangs-Bandbreitenzuweisungen, wie in Gleichung (6) definiert. bmij = min (bmiij, bmeij) (6)
  • Eine eventuelle verbliebene Bandbreite, die noch nicht zugewiesen ist, nachdem dieser Prozess ausgeführt worden ist, kann auf irgendeine gewünschte gerechte Art und Weise zwischen Unicast- und Multicast-Zuweisungen verteilt werden.
  • Die Vorteile des oben beschriebenen Schemas beinhalten:
    • a) Eine zu 100% effiziente Aufteilung von Bandbreite.
    • b) Eine gerechte Aufteilung von NEZ-Bandbreite gemäß Eingangs-Warteschlangenbelegungen.
    • c) Verhinderung einer Überlastung der Kreuzschiene (Crossbar) durch Beschränkung des Gesamtbetrages der zugewiesenen Bandbreite an Eingangs- und Ausgangs-Ports zu der Kreuzschiene.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Zuweisen von Bandbreite für Multicast-Verkehr in einer zwischen einer Vielzahl von Eingangs-Mitteln (312, 314, 316) und einer Vielzahl von Ausgangs-Mitteln (322, 324, 326) geschalteten Vermittlungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a1) Bestimmen der Belegung der Eingangs-Multicast-Warteschlange (342, 344, 346) für jedes Eingangs-Mittel (312, 314, 316); b1) Bestimmen der Anzahl der Multicast-Zellen (352, 354, 356), welche die Ausgangs-Mittel im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt von den Eingangs-Mitteln empfangen haben; c) Bestimmen der effektiven Belegung der Ausgangs-Multicast-Warteschlange für jedes Paar Eingang/Ausgang; d) Bestimmen der für Multicast-Verkehr verfügbaren Ausgangs-Bandbreite für jedes Paar Eingang/Ausgang; a2) Bestimmen der Belegung der Ausgangs-Multicast-Warteschlange für jedes Ausgangs-Mittel; b2) Bestimmen der Anzahl der Multicast-Zellen (352, 354, 356), welche von den Eingangs-Mitteln im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt zu den Ausgangs-Mitteln gesendet wurden; e) Bestimmen der effektiven Belegung der Eingangs-Multicast-Warteschlange für jedes Paar Eingang/Ausgang; f) Bestimmen der für Multicast-Verkehr verfügbaren Eingangs-Bandbreite für jedes Paar Eingang/Ausgang; g) Bestimmen des Minimums aus (i) der für Multicast-Verkehr verfügbaren Eingangs-Bandbreite, die in Schritt (f) bestimmt wurde; und (ii) der für Multicast-Verkehr verfügbaren Ausgangs-Bandbreite für jedes Paar Eingang/Ausgang, die in Schritt (d) bestimmt wurde, und Zuweisen derjenigen Bandbreite (i) oder (ii), welche die minimale ist, als die Bandbreite für Multicast-Verkehr; h) Berechnen (240) der Bandbreitenzuweisung für den nächsten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt entsprechend den Werten, die in den Schritten (a1) bis (g) bestimmt wurden; und gemeinsames Nutzen einer eventuell verbleibenden Bandbreite durch Paare Eingang/Ausgang.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt c das Berechnen des Produktes der Belegung der Eingangs-Warteschlange und der Anzahl der Multicast-Zellen, welche das Ausgangs-Mittel im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt von dem betreffenden Eingangs-Mittel empfangen hat, dividiert durch die Gesamtzahl der Multicast-Zellen, welche dieses Ausgangs-Mittel im letzten Bandbreitenzuweisungs-Zeitabschnitt von allen Eingangs-Mitteln empfangen hat, umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei Schritt d das Multiplizieren der verfügbaren Bandbreite an jedem Ausgangs-Mittel mit der effektiven Belegung der Ausgangs-Multicast-Warteschlange und das Dividieren durch die Summe der effektiven Belegungen der Ausgangs-Warteschlange von allen Eingangs-Mitteln und der Längen der Unicast-Warteschlangen in allen Eingangs-Mitteln, die für dieses Ausgangs-Mittel bestimmt sind, umfasst.
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Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0018328 2000-07-27
GBGB0018328.5A GB0018328D0 (en) 2000-07-27 2000-07-27 Centralised bandwidth allocation for multicast traffic
GB0024468 2000-10-06
GB0024468A GB2365258B (en) 2000-07-27 2000-10-06 Improvements in or relating to switching devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60130292D1 DE60130292D1 (de) 2007-10-18
DE60130292T2 true DE60130292T2 (de) 2008-06-12

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Country Status (7)

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US (1) US6956859B2 (de)
EP (1) EP1176767B1 (de)
JP (1) JP4618942B2 (de)
AT (1) ATE372629T1 (de)
CA (1) CA2353170C (de)
DE (1) DE60130292T2 (de)
ES (1) ES2288905T3 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7385997B2 (en) * 2002-04-08 2008-06-10 International Business Machines Corporation Priority based bandwidth allocation within real-time and non-real-time traffic streams
FR2838591B1 (fr) * 2002-04-15 2004-09-24 Cit Alcatel Procede de partage de la largeur de bande disponible pour des flux monodestination et multidestination dans un noeud de commutation asynchrone
JP4394988B2 (ja) * 2004-03-19 2010-01-06 富士通株式会社 パケット読出し制御方法及び装置
KR100582732B1 (ko) * 2005-01-31 2006-05-22 삼성전자주식회사 멀티캐스트 패킷 포워딩 장치 및 그 방법
KR100733987B1 (ko) * 2005-11-21 2007-06-29 한국전자통신연구원 세션 가입 시간차를 이용한 다중 포워더 기반 파일 전송방법
CA2562634A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-28 Tundra Semiconductor Corporation Method and switch for broadcasting packets
US20080101359A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Charles Michael Storry Multicast communication resource management apparatus and methods
US20090303990A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Emulex Design & Manufacturing Corporation Off-Chip Interface for External Routing
CN101527686B (zh) * 2009-04-07 2011-08-24 华为技术有限公司 一种数据交换方法和设备
US8711752B2 (en) * 2010-01-12 2014-04-29 Cisco Technology, Inc. Distributed multicast packet replication with centralized quality of service
US10397010B2 (en) * 2017-11-30 2019-08-27 International Business Machines Corporation Customized multicasting

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2288095A (en) 1994-03-23 1995-10-04 Roke Manor Research Improvements in or relating to asynchronous transfer mode (ATM) systems
GB2288096B (en) * 1994-03-23 1999-04-28 Roke Manor Research Apparatus and method of processing bandwidth requirements in an ATM switch
JP2000501902A (ja) * 1995-07-19 2000-02-15 フジツウ ネットワーク コミュニケーションズ,インコーポレイテッド 網交換機内のマルチポイントツーポイントアービトレーション
US5905729A (en) * 1995-07-19 1999-05-18 Fujitsu Network Communications, Inc. Mapping a data cell in a communication switch
US5768257A (en) * 1996-07-11 1998-06-16 Xylan Corporation Input buffering/output control for a digital traffic switch
US6442172B1 (en) * 1996-07-11 2002-08-27 Alcatel Internetworking, Inc. Input buffering and queue status-based output control for a digital traffic switch
GB9617553D0 (en) 1996-08-21 1996-10-02 Walker Christopher P H Communication system with improved routing switch
SE516249C2 (sv) * 1997-02-19 2001-12-10 Ericsson Telefon Ab L M Flödeskontroll vid switching
US5991266A (en) * 1997-03-19 1999-11-23 Mitsubishi Electric Information Technology Center America, Inc. (Ita) Queue length based ABR flow control system
US6094435A (en) 1997-06-30 2000-07-25 Sun Microsystems, Inc. System and method for a quality of service in a multi-layer network element
JPH1168787A (ja) * 1997-08-27 1999-03-09 Chokosoku Network Computer Gijutsu Kenkyusho:Kk パケット・スケジューリング方法
US6324165B1 (en) * 1997-09-05 2001-11-27 Nec Usa, Inc. Large capacity, multiclass core ATM switch architecture
US6044061A (en) * 1998-03-10 2000-03-28 Cabletron Systems, Inc. Method and apparatus for fair and efficient scheduling of variable-size data packets in an input-buffered multipoint switch
US6628609B2 (en) * 1998-04-30 2003-09-30 Nortel Networks Limited Method and apparatus for simple IP-layer bandwidth allocation using ingress control of egress bandwidth
US6707824B1 (en) * 1998-05-20 2004-03-16 Nortel Networks Limited Method and apparatus for flexible egress traffic queuing
JP4104756B2 (ja) * 1998-11-17 2008-06-18 エリクソン オーストラリア プロプライエタリー リミテッド 電気通信網においてデータパケットをスケジューリングする方法およびシステム
GB9828144D0 (en) * 1998-12-22 1999-02-17 Power X Limited Data switching apparatus
US6747971B1 (en) * 1999-04-20 2004-06-08 Cisco Technology, Inc. Crosspoint switch with independent schedulers
US6625160B1 (en) * 1999-07-02 2003-09-23 Cisco Technology, Inc. Minimum bandwidth guarantee for cross-point buffer switch
US6700894B1 (en) * 2000-03-15 2004-03-02 Broadcom Corporation Method and apparatus for shared buffer packet switching
US6654343B1 (en) * 2001-03-19 2003-11-25 Turin Networks Method and system for switch fabric flow control
US6757246B2 (en) * 2001-08-14 2004-06-29 Pts Corporation Method and apparatus for weighted arbitration scheduling separately at the input ports and the output ports of a switch fabric

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