DE69334005T2

DE69334005T2 - Überlastregelung in Hochgeschwindigkeitsnetzen

Info

Publication number: DE69334005T2
Application number: DE69334005T
Authority: DE
Inventors: Robert G. Eatontown Cole; Kerry W. Middlewtown Fendick; Manoel A. Atlantic Highlands Rodrigues
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2013-06-29
Also published as: EP0577359B1; EP1670194B1; EP0577359A2; JPH0690255A; CA2099170A1; EP1670194A1; DE69334005D1; EP0577359A3; EP1670194B8; CA2099170C; US5335224A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft die Überlast- oder Stausteuerung zur Verwendung in Datennetzen.
HINTERGRUND DIESER ERFINDUNG
Datennetze vermitteln Elemente von Daten (Datenelemente) wie Pakete oder Zellen. In derartigen Datennetzen existieren typischerweise verschiedene definierte Kanäle, wie virtuelle Schaltungen, über die die Datenelemente transportiert werden. Jeder Kanal verwendet gemeinsam Ressourcen des Netzes, wobei eine Ressource beispielsweise eine Schlange (Warteschlange) und ein zugehöriger Server ist. Typischerweise wird jedem Kanal in dem Netz in Übereinstimmung mit einem Vertrag zwischen dem Netzanbieter und einer Einheit, der der Kanal zugewiesen wird, eine minimale Bandbreite zugewiesen. Eine Einheit kann eine Gruppe von Datenelementquellen sein oder sie kann eine einzelne Datenelementquelle sein. Eine Zuordnung existiert zwischen jedem Datenelement und einem Kanal, der seiner Quelle zugewiesen ist. Die Zuordnung kann vorher eingerichtet werden, oder dann, wenn das Datenelement in das Netz eintritt.
Frühere Datennetze, wie z.B. in der EP 487235 offenbart, des Typs, bei dem eine minimale Bandbreite per Vertrag für jeden Kanal vereinbart wird, weisen eine Anzahl von Nachteilen hinsichtlich deren Zuordnung der Bandbreite an die aktiven Kanäle an einer Ressource, d.h. an diejenigen Kanäle an der Ressource, die die Datenelemente zu einer bestimmten Zeit transportieren. Ein derartiges Problem ist das so genannte Fairness-Problem, d.h. wie irgendeine verfügbare Zugriffsbandbreite unter den Kanälen fair geteilt werden soll. Ein anderes Problem betrifft die Sicherstellung, dass den aktiven Kanälen erlaubt wird tatsächlich die gesamte Bandbreite zu verwenden, für die sie einen Vertrag abgeschlossen haben. Dieses Problem ergibt sich, weil es möglich ist, dass ein End-zu-End Protokoll, das über einem Kanal verwendet wird, mit den Überlaststeuermechanismen, die von dem Netz verwendet werden, in Wechselwirkung steht, und zwar derart, dass die Bandbreite, die per Vertrag für einen Kanal vereinbart wurde, niemals tatsächlich erreicht wird.
Zusätzliche Probleme ergeben sich in dem Gebiet der Stau- bzw. Überlaststeuerung. Frühere Stau- bzw. Überlaststeuertechniken tendierten dazu im Fall einer Überlast bzw. eines Staus Datenelemente von allen Kanälen, die ihre per Vertrag vereinbarte Bandbreite überschritten haben, fallen zu lassen. Dies könnte jedoch die Überlast verschlimmern, indem derartige Kanäle veranlasst werden sämtliche von ihren fallen gelassenen Datenelementen neu zu übertragen. Ferner führen derartige Techniken für eine Fallenlassen von Datenelementen typischerweise zu der Neuübertragung von mehr Datenelementen, als tatsächlich fallen gelassen wurden, über einen Kanal. Ein anderes Problem mit herkömmlichen Überlaststeuertechniken ist, dass viele von Ihnen zu hohen Verzögerungen für Datenelemente in denjenigen Kanälen führen, die innerhalb ihrer per Vertrag vereinbarten Bandbreite senden. Schließlich können Fehler, die bei der Abschätzung der tatsächlichen Bandbreite, die von jedem Kanal verwendet werden, auftreten, bewirken, dass die Datenelemente eines bestimmten Kanals fallen gelassen werden, obwohl ein derartiger Kanal tatsächlich innerhalb seiner per Vertrag vereinbarten Bandbreite ist. Dieses unnötige Fallenlassen von Datenelementen führt zu zusätzlichen Datenelement-Neuübertragungen und möglicherweise zu einer zusätzlichen Überlast.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein beispielhaftes Netz, das die Prinzipien der Erfindung zeigen;
2 eine vergrößerte Ansicht von zwei Knoten des in 1 gezeigten Netzes;
3 die Übertragungsschlangen und Server für die in 2 gezeigten Knoten;
4 ein andere Ansicht eine Warteschlange und eines Servers aus 3;
5 ein konzeptionelles Modell, dass die Warteschlange und den Server der 4 so zeigt, dass sie aus mehreren kleineren Warteschlangen und entsprechenden Servern gebildet ist;
6 eine Tabelle von proportionalen Dienstraten für jeden der M Kanäle der Warteschlange und des Servers, die in 3 gezeigt sind;
7 ein Flussdiagramm eines Prozesses für eine Überlaststeuerung, in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung; und
8 ein Histogramm, welches dazu beiträgt einige der Charakteristiken des in 7 gezeigten Überlaststeuerprozesses zu illustrieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein beispielhaftes Datennetz 100, in dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. Das Datennetz 100 umfasst Knoten 101 bis 117, Hochgeschwindigkeitsstrecken 118, Niedriggeschwindigkeitsstrecken 119, Datenquellen 120 und Zugriffsstrecken 121. Hochgeschwindigkeitsstrecken 118 und Niedriggeschwindigkeitsstrecken 119 verbinden die Knoten 101 bis 117 untereinander, in der gezeigten Weise. Zugriffsstrecken 121 verbinden Datenquellen 120 mit verschiedenen Knoten des Datennetzes 100. Das Datennetz 100 vermittelt Datenelemente, z.B. entweder Pakete oder Zellen. Wenn das Datennetz 100 Pakete vermittelt, wird es speziell als Paketvermittlungsnetz bezeichnet. Die Datenelemente werden von Datenquellen 120 zugeführt. Jedes Datenelement enthält eine Anzeige, die in einer einzigartigen Weise einen Kanal identifiziert, dem es zugewiesen ist.
2 zeigt eine erweiterte Ansicht der Knoten 102 und 104. Der Knoten 102 umfasst eine Zugriffsschnittstellenressource (A) 201, die Aspekte der Erfindung verkörpert, und interne Kommunikationsressourcen (I) 202, die Aspekte der Erfindung verkörpern. Der Knoten 102 umfasst zwei interne Kommunikationsressourcen (I) 202, eine für jede Hochgeschwindigkeitsstrecke 118, die an dem Knoten 102 endet. Der Knoten 104 umfasst die fünf internen Kommunikationsressourcen (I) 202, die gezeigt sind, eine für jede Hochgeschwindigkeitsstrecke 118, die an dem Knoten 104 endet. Die Zugriffsschnittstellressource (A) 201 steuert eine Kommunikation von Datenelementen zwischen Datennetz und Datenquellen 120 über Zugriffsstrecken 121. Jede interne Kommunikationsressource (I) 202 steuert die Kommunikation von Datenelementen innerhalb des Datennetzes 100 über die internen Strecken, mit denen sie verbunden ist, die in dem Fall der Knoten 102 und 104 alle Hochgeschwindigkeitsstrecken 118 sind. In ähnlicher Weise steuern interne Kommunikationsressourcen (I) 202 innerhalb von anderen Knoten die Kommunikation von Datenelementen innerhalb des Datennetzes 100 über Niedriggeschwindigkeitsstrecken 119. Die Zugriffsschnittstellenressource (A) 201 und die internen Kommunikationsressourcen (I) 202 können beide die Dienstdisziplin- und Überlaststeuertechniken verwenden, die nachstehend beschrieben werden, gemäß der Erfindung.
3 zeigt Übertragungsschlangen 301 und Server 302 innerhalb der Kommunikationsressource (I) 202 für eine einzelne Richtung der Übertragung. Datenelemente für eine Übertragung über Hochgeschwindigkeitsstrecken 118 werden in der Schlange 301 vor einem Dienst und einer Übertragung durch den Server 302 eingereiht. Der Server 302 kann Datenelemente entweder aus dem Knoten heraus, z.B. an einen nächsten Knoten oder eine Datenquelle, senden oder das Datenelement an eine geeignete Ressource innerhalb des Knotens über die Strecken 204 verzweigen. Typischerweise sind die Warteschlange 301 und der Server 302 aus einem Prozessor und seinem zugehörigen Speicher gebildet. Der Speicher speichert eingereihte Datenelemente, während der Prozessor die Schlange verwaltet und die Dienstfunktionen ausführt.
4 ist eine Ansicht einer typischen Schlange 301 und eines Servers 302 der 3. In Datennetzen, wie dem Datennetz 100, existieren typischerweise verschiedene definierte Kanäle, wie virtuelle Schaltungen, über die die Datenelemente transportiert werden. Die Schlange 301 kann Datenelemente empfangen, die über irgendeinen Kanal des Netzes geliefert wurden.
Eine minimale Bandbreite wird jedem Kanal in dem Netz in Übereinstimmung mit einem Vertrag zwischen dem Netzanbieter und einer Einheit, auf dem der Kanal zugewiesen ist, zugewiesen. Eine Einheit kann eine Gruppe von Benutzerdatenquellen 120 sein oder es kann eine einzelne Benutzerdatenquelle 120 sein. Eine Assoziation existiert zwischen einem Datenelement und einem Kanal, der der einen der Benutzerdatenquellen 120 zugewiesen sind, die das Datenelement zugeführt hat. Die Assoziation kann eingerichtet werden, entweder bevor das Datenelement in das Datennetz oder in die eine der Zugriffsschnittstellenressourcen (A) 201 eintritt, an der das Datenelement in das Datennetz 100 verarbeitet wird. Nachdem es in das Datennetz hinein verarbeitet worden ist, wird jedes Datenelement an seine Ziel-Benutzerdatenquelle 120 gelenkt.
Jedes Datenelement kann durch mehrere der Knoten 101 bis 117 gehen bevor es seine Zielstelle erreicht. Infolgedessen können Pakete von unterschiedlichen Kanälen gleichzeitig in einer Schlange 301 der Ressource des Dienstes durch den zugehörigen Server 302 warten. Ferner können die Datenelemente eines einzigen Kanals, der an der Schlange 301 ankommen, über physikalisch unterschiedliche Routen gegangen sein, wenn sie von unterschiedlichen Benutzerdatenquellen 120 zugeführt wurden.
Wie angegeben ist ein aktiver Kanal an einer Ressource ein Kanal, der Datenelemente zu einer bestimmten Zeit transportiert. Deshalb ist ein Kanal ein aktiver Kanal an einer Ressource, wenn wenigstens ein Datenelement von dem Kanal empfangen worden ist und dieses Datenelement entweder gegenwärtig a) einen Dienst in einer Schlange 301 erwartet, oder b) gerade von dem Server 302 bedient wird. Es gibt M Kanäle, die in dem Datennetz definiert sind (1). Jeder Kanal wird mit der Tiefstellung i bezeichnet, wobei i = 1, ..., M ist. Nicht alle Kanäle müssen zu irgendeiner bestimmten Zeit oder an irgendeiner bestimmten Ressource aktiv sein. Die Datenelemente eines Kanals, der an einer Ressource aktive sind, kommen an dieser Ressource bei einer Rate von λ_i an. Jeder Server 302 ist in der Lage Datenelemente bei seiner eigenen vorgegebenen maximalen Dienstrate μ zu bedienen und zu senden. 4 zeigt auch eine globale Überlastschwelle 403, die nachstehend noch diskutiert werden wird.
Die Anordnung bis hierhin beschrieben ist Standard in dem technischen Gebiet. Jedoch werden die Schlange 301 und der Server 302 logisch transformiert, wie in 5 gezeigt, und zwar in mehrere kleinere Schlangen 501-1 bis 501-N und entsprechende Server 502-1 bis 502-N. N ist gleich zu der Anzahl von aktiven Kanälen in der Kombination der Schlange 301 und des Servers 302. Jede Schlange 501-i ist mit einem einzelnen aktiven Kanal assoziiert und sie enthält nur Datenelemente, die im Besitz dieses Kanals sind. Somit kann man sich jede Schlange 501-i als eine Unterschlange denken, die dem Datenelementen von seinem bestimmten zugehörigen aktiven Kanal speziell zugewiesen sind. Entsprechend hat jeder Server 502-i seine eigene zugehörige Dienstrate μ_i und er verarbeitet nur Datenelemente von der Schlange 501-i von seinem bestimmten assoziierten aktiven Kanal.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung implementiert der Server 302 die bekannte head-of-the-line weighted round-robin (zuerst-von-der-Zeile gewichtete umlaufende) Dienstdisziplin zum Bedienen von Datenelementen von jedem aktiven Kanal. In Übereinstimmung mit dieser Disziplin werden Datenelemente strikt auf der Basis des Kanals, mit dem sie assoziiert sind, getrennt und der Server 302 verarbeitet eine vorgegebene Anzahl von Datenelementen von dem Kopf von jedem aktiven Kanal, nachdem der Server 302 weitermacht, um Datenelemente von dem Kopf des nächsten aktiven Kanals zu verarbeiten. Die Anzahl von Datenelementen, die von jedem bestimmten aktiven Kanal verarbeitet werden, ist eine Funktion der vereinbarten Bandbreite des Kanals, und somit wird die Disziplin „gewichtet". Diese Disziplin bzw. diese Vorgehensweise ist äquivalent dazu, dass jeder Server 502-i seine Datenelemente in Übereinstimmung mit dem alt bekannten first-in-first-out (FIFO) Dienstverfahren mit einer Rate μ_i bedient, wobei der Betrieb von jedem Server 502-i unabhängig von dem Dienst irgendeines anderen Servers 502-i ist. Dies liegt daran, weil die Werte der verschiedenen μ_i sich als eine Funktion der Anzahl von aktiven Kanälen und deren jeweiligen vereinbarten Bandbreiten verändern. Jedes μ_i ist auch eine Funktion des μ des Servers 302.
Die proportionale Dienstrate für einen Kanal ist eine Darstellung der per Vertrag vereinbarten Bandbreite des Kanals und ist direkt proportional dazu. 6 zeigt eine Tabelle von proportionalen Dienstraten v_i für jeden der Kanäle 1, .., M des Datennetzes 100. In dem Beispiel der 6 weist jeder Kanal die gleiche per Vertrag vereinbarte Bandbreite auf, mit Ausnahme davon, dass der Kanal M ein vorvereinbarte Bandbreite aufweist, die zweimal so groß wie diejenige irgendeines anderen Kanals ist.
Zu irgendeiner Zeit wird ein bestimmtes μ_i durch Multiplizieren der zugehörigen Dienstrate v_i mit μ und durch Teilen des Ergebnisses durch die Summe der proportionalen Dienstraten der aktiven Kanäle bestimmt. Als ein Beispiel sei angenommen, dass N=3 ist und dass die aktiven Kanäle 1, 2 und M sind. Aus 6 ist die proportionale Dienstrate für jeden der Kanäle 1 und 2 gleich 1, während sie für den Kanal M2 ist. Deshalb ist die Summe der proportionalen Dienstraten 1 + 1 + 2 = 4 und μ₁, μ₂, und μ_M sind μ/4, μ/4 bzw. μ/2.
5 zeigt auch lokale Überlastschwellen 503-i, die als lokale Überlastschwelle 503-1 bis 503-N bezeichnet sind. Diese Schwellen, die nicht die gleichen sein müssen, zeigen an, wenn eine Unterschlange für einen bestimmten Kanal als überlastet angesehen wird, wie nachstehend näher beschrieben wird.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses für eine Stau- bzw. Überlaststeuerung, in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung, Diese Prozess verwaltet den Betrieb der Schlange 301 und des Servers 302 in einer derartigen Weise, so dass effektiv die Unterschlangenstruktur der 5 erzielt wird.
Insbesondere beginnt der Prozess im Schritt 701, wenn ein Datenelement, das in einer einzigartigen Weise mit einem der Kanäle 1 bis M assoziiert ist, an der Schlange 301 ankommt (4). Als nächstes testet der bedingten Verzweigungspunkt 703, um zu bestimmen, ob die globale Überlastschwelle 403 überschritten wird. Dieser Test wird dadurch ausgeführt, dass bestimmt wird, ob die Gesamtanzahl der Bytes, die bereits in der Schlange 301 sind, und die Anzahl von Bytes in dem eben empfangenen Datenelement größer als der Wert der globalen Überlastschwelle ist. Für diese Ausführungsform ist die globale Überlastschwelle 403 eine feste Schwelle, die eine vorgegebene Schlangenlänge anzeigt. Die Vorgehensweise, mit der der Wert der globalen Überlastschwelle 403 gewählt werden kann, wird nachstehend diskutiert. Wenn das Ergebnis im Schritt 703 NEIN ist, gibt es keinen Stau oder keine Überlast in der Warteschlange 301. Deshalb geht die Steuerung zum Schritt 705 und das eben empfangene Datenelement wird in der Schlange 301 gespeichert, um auf einen Dienst durch den Server 302 zu warten. Danach kehrt der Prozess zum Schritt 701 zurück, um ein neues Datenelement zu empfangen.
Wenn das Testergebnis im Schritt 703 JA ist, dann gibt es eine Überlastung (einen Stau) an der Schlange 301. Deshalb geht die Steuerung zu dem bedingten Verzweigungspunkt 709, der testet, um zu bestimmen, ob die lokale Überlastschwelle 503-i (5) für die Schlange 501-i des Kanals, der mit dem eben empfangenen Datenelement assoziiert ist, überschritten wird. Die Vorgehensweise, mit der die Werte der lokalen Überlastschwellen 503-i gestestet werden, wird nachstehend noch diskutiert. Wenn das Testergebnis im Schritt 709 NEIN ist, dann ist der Kanal, der mit dem eben empfangenen Datenelement assoziiert wird, nicht einer der Hauptursachen der Überlastung an der Schlange 301. Deshalb geht die Steuerung zum Schritt 705 und wiederum wird das eben empfangene Datenelement in die Schlange 301 platziert, um auf einen Dienst durch den Server 302 zu warten. Danach kehrt der Prozess zum Schritt 701 zurück, um ein neues Datenelement zu empfangen.
Wenn das Testergebnis in dem Schritt 709 JA ist, dann ist der Kanal, der mit dem eben empfangenen Datenelement assoziiert ist, in der Tat ein der Hauptursachen des Staus (der Überlast) an der Schlange 301. Deshalb geht die Steuerung zum Schritt 711 und das eben empfangene Datenelement wird fallen gelassen oder gelöscht, in einem Versuch die Überlast zu vermindern. Danach kehrt der Prozess wieder zum Schritt 701 zurück.
Aus der Theorie der Warteschlangen folgt direkt, dass sich schließlich eine Überlast ergeben muss,
größer als 1 für eine erweiterte Periode gilt. Diese Überlastbedingung kann jedoch hervorgebracht werden, sogar wenn nicht alle aktiven Kanäle ihre per Vertrag vereinbarte Bandbreite übersteigen. Zum Beispiel können einige Kanäle dramatisch ihre per Vertrag vereinbarte Bandbreiten dramatisch übersteigen, während andere nur geringfügig ihre per Vertrag vereinbarte Bandbreiten übersteigen, und während noch andere signifikant unter ihren per Vertrag vereinbarten Bandbreiten sein können.
In vorteilhafter Weise stellt der in 7 gezeigte Prozess sicher, dass nur die Datenelemente von denjenigen Kanälen, die Hauptursachen für einen Stau (eine Überlast) sind, d.h. die Datenelemente in das Netz 100 bei einer Rate einführen, die ihre per Vertrag vereinbarte Bandbreite stark übersteigt, so dass sich eine globale Überlast an einer Ressource ergibt, fallen gelassen werden. Dies garantiert weiter, dass jeder Kanal wenigstens seine per Vertrag vereinbarte Bandbreite zu allen Zeiten erreichen kann. Die lässt sich besser durch Betrachtung der 8 verstehen, die ein Histogramm zeigt, das sich aus der Verwendung des in 7 gezeigten Überlaststeuerungsprozesses ergibt. Jeder der aktiven Kanäle wird durch einen jeweiligen Balken in dem Histogramm dargestellt. Die Balken sind in einer abfallenden Reihenfolge der Werte von ρ_i der Kanäle, die sie darstellen, angeordnet, wobei ρ_i = λ_i/μ_i gilt. Für Referenzzwecke ist die Linie, die ρ_i = 1 für alle aktiven Kanäle i anzeigt, gezeigt. Diese Linie zeigt den Punkt an, an dem jeder Kanal seine per Vertrag vereinbarte Bandbreite voll verwendet. Gemäß herkömmlicher Überlaststeuerungstechniken würden bei Überlastbedingungen einige Datenelemente von irgendeinem aktivem Kanal, der seine per Vertrag vereinbarte Bandbreite überschritten hat und für den deshalb die Linie ρ_i = 1 überschritten wird, fallen gelassen werden.
ρ_i ist eine Schwelle in der ρ_i Domäne für eine bestimmte Anzahl von aktiven Elementen. Wenn für eine bestimmte Ressource an einem bestimmten Zeitpunkt das ρ_i eines Kanals ρ' übersteigt, zeigt dies an, dass der Kanal i eine Hauptursache des Staus an der Ressource ist. An sich hat die Ressource nicht die Fähigkeit all Datenelemente zu bedienen, die von diesem Kanal ankommen. Deshalb werden früher oder später Datenelemente von Kanälen, die ein ρ_i größer als ρ' aufweisen, im Schritt 711 fallengelassen ( 7). Jedoch werden in vorteilhafter Weise Datenelemente für diejenigen Kanäle, die den Pegel ρ' nicht zu irgendeiner Zeit übersteigen werden, nicht fallen gelassen, sogar wenn eine Überlastung an der Ressource vorhanden ist, und zwar trotz der Tatsache, dass derartige Kanäle regelmäßig ihre per Vertrag vereinbarte Bandbreite übersteigen und somit, für die ρ_i > 1 ist. ρ' stellt somit eine Verstärkung in der verwendbaren Bandbreite für die aktiven Kanäle größer und über deren per Vertrag vereinbarten Bandbreiten dar, die erreicht werden können, ohne zu bewirken, dass Datenelemente fallengelassen werden. Diese Verstärkung wird aus den Bandbreiten von denjenigen Kanälen, die nicht aktiv sind oder die unter ihrer per Vertrag vereinbarten Bandbreite sind, abgeleitet.
Der Wert von ρ' ist dynamisch und er verändert sich in Übereinstimmung mit der Anzahl von aktiven Kanälen und deren jeweiligem λ_i. Während ein Kanal, der einen bestimmten Typ von Datenelement-Zuführungsmuster aufzeigt, unter Umständen nicht eine Hauptursache einer Überlastung zu einer bestimmten Zeit sein kann, kann zu einer späteren Zeit das gleiche Zuführungsmuster bewirken, dass der Kanal eine Hauptursache der Überlast wird. Eine derartige Änderung würde sich wegen Änderungen in dem Datenelement-Zuführungsmuster von anderen Kanälen in dem System ergeben. Zu irgendeinem Zeitpunkt kann ρ' wie folgt berechnet werden:

1) Zunächst ist es erforderlich einen Wert von J zu finden, so dass gilt:
wobei j ein Index im Bereich von 1 bis N ist, der die aktiven Kanäle in Übereinstimmung mit zunehmenden Werten von ρ_i spezifiziert, wie in 6 gezeigt.
2) Als nächstes wird ein Wert von x so gefunden, dass gilt:
3) Schließlich wird ρ' aus ρ'= ρ_J + x bestimmt.

Die voranstehende Prozedur kann somit so angesehen werden, dass sie die Bestimmung einer Möglichkeit einer Ressource, Datenelemente, die auf einem bestimmten Kanal ankommen, zu bedienen, ist. Diese Möglichkeit wird bestimmt als eine Funktion von wenigstens i) einer per Vertrag vereinbarten Bandbreite für jeden aktiven Kanal an der Ressource, ii) der Ankunftsrate von Datenelementen für den bestimmten aktiven Kanal, und iii) den Ankunftsraten von Datenelementen für jeden aktiven Kanal an der Ressource, der nicht der bestimmte aktive Kanal ist. Datenelemente auf dem bestimmten aktiven Kanal werden fallengelassen, wenn die bestimmte Möglichkeit der Ressource überschritten ist. Dies lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik sehen, der die per Vertrag vereinbarte Bandbreite für jeden aktiven Kanal und die Gesamtankunftsrate von Datenelementen an der Ressource untersucht.
Werte der globalen Überlastschwelle 403 und der lokalen Überlastschwellen 503 werden am besten dadurch bestimmt, dass anfängliche Abschätzungen durch die Verwendung von alt bekannten Netzkonstruktionsprinzipien und vorhergesagten Verkehrsbedingungen entwickelt werden. Diese Abschätzungen werden dann fein abgestimmt, indem Beobachtungen des Systems während der tatsächlichen Verwendung verwendet werden. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden mit den Konstruktionsprinzipien vertraut sein, die erforderlich sind, um derartige anfängliche Abschätzungen abzuleiten. Sie werden auch realisieren, dass wegen der unzähligen möglichen Konstruktionszielen für derartige Netze, sowie deren unendlichen möglichen Konfigurationen, es nicht möglich ist vorgegebene Berechnungen zum Setzen der globalen Überlastschwelle 403 und der lokalen Überlastschwellen 503 aufzulisten oder vorzuschreiben. Infolgedessen ist eine Abschätzung mit Korrekturen, die auf Beobachtungen beruhen und die durch Ausprobieren entwickelt werden, das beste verfügbare Verfahren. Die anfänglichen Abschätzungen werden eine Funktion der Parameter des Vertrags sein. Zum Beispiel können die per Vertrag vereinbarten Parameter, zusätzlich zu der Bandbreite, ein garantiertes Minimum für die zulässige maximale Länge der Schlange bei jeder Ressource einschließen.
In anderen Ausführungsformen kann sich der Wert der globalen Überlastschwelle 403 über der Zeit ändern. Zum Beispiel kann sie auf Grundlage der durchschnittlichen Schlangenbelegung eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann sich der Wert der lokalen Überlastschwellen 503-i über der Zeit ändern. In noch weiteren Ausführungsformen können die Werte der globalen Überlastschwelle 403 und der lokalen Überlastschwellen 503-i jedes Mal eingestellt werden, wenn sie durchbrochen werden, so dass sie einen Hysterese-Effekt bei der Bestimmung der Existenz einer Überlast erzeugen.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Staus an einer Ressource eines Datennetzes, wobei an dieser Ressource eine Vielzahl von Kanälen aktiv sind, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Bestimmen, ob die Ressource jedes Datenelement, das auf einem bestimmten aktiven Kanal der Vielzahl ankommt, bedienen kann als eine Funktion von i) eine vertragsbestimmten Bandbreite für jeden der aktiven Kanäle, ii) der Ankunftsrate von Datenelementen für den bestimmten aktiven Kanal, und iii) der Ankunftsrate von Datenelementen für jeden aktiven Kanal der Vielzahl, der nicht der bestimmte aktive Kanal ist, wobei die Bestimmung abhängig ist von irgendeiner Anzeige, gespeichert für das Datenelement, dass das Datenelement die vertragsbestimmte Bandbreite des Kanals, auf dem es angekommen ist, überstiegen hat; und Fallenlassen von Datenelementen auf dem bestimmten aktiven Kanal, wenn die Bestimmung ist, dass die Ressource ein bestimmtes ankommendes Datenelement nicht bedienen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung an der Ressource durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei, in dem Fallenlassen-Schritt, ausreichende Datenelemente von dem bestimmten aktiven Kanal fallengelassen werden, bis das Ergebnis des Bestimmungsschritts ist, dass die Ressource ein bestimmtes ankommendes Datenelement bedienen kann.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bestimmung auch eine Funktion von wenigstens einer vorgegebenen maximalen zulässigen Länge für die Warteschlange der Ressource ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bestimmung auch eine Funktion von wenigstens der Dienstrate der Ressource ist.