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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ATM-Netzwerke (Asynchroner Transportmodus).
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Das
von einem Benutzer zum Übertragen von
Daten über
ein ATM-Netzwerk benötigte
Mindestniveau an Bandbreite wird in der Regel mit einem ATM-Netzwerkadministrator
ausgehandelt, bevor der Benutzer die Daten über das Netzwerk überträgt. Als Ergebnis
eines solchen Aushandelns wird in der Regel das Niveau an Bandbreite
(Zugriff), das dem Benutzer zugestanden wird, durch eine Anzahl
verschiedener Verkehrsparameter definiert, wie etwa Spitzenübertragungsrate
und durchschnittliche Übertragungsrate.
Das Netzwerk stellt daraufhin mindestens das von den vereinbarten
Parametern definierte Zugriffsniveau bereit. Dabei „kontrolliert" das Netzwerk das
Bandbreitenniveau, auf welches der Benutzer während der Übertragung von Daten zugreift,
um sicherzustellen, dass die Datenübertragung des Benutzers zu
den vereinbarten Parametern konform ist.
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Dies
bedeutet, dass das Netzwerk nur ein Verkehrsniveau zulässt, das
zu den von dem Netzwerk erwarteten Verkehrsparametern konform ist. Falls
der Benutzer auf einem Niveau Daten überträgt, das nicht zu den erwarteten,
mit dem Benutzer vereinbarten Parametern konform ist, lässt das
Netzwerk möglicherweise
nicht zu, dass die Daten in das Netzwerk gelangen. Der z.B. in „Incorporating
Congestion Feedback in B-ISDN Traffic Management strategy", ISS '92, Bd. 2, offenbarte
Stand der Technik implementiert diese Kontrolle mit Hilfe eines
so genannten Leaky-Bucket-Algorithmus (engl. „leaky bucket", svw. dt. „löchriger
Eimer"). Das heißt, das Netzwerk überwacht
das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden ATM-Zellen, die es von
dem Benutzer emp fängt,
und ermittelt, ob das Intervall zu den erwarteten zugehörigen Verkehrsparametern
konform ist. Falls ein Intervall als nicht konform erkannt wird, kann
das Netzwerk die eingehende(n) Zelle(n) verwerfen.
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Ein
Problem mit der Art und Weise, auf welche der Leaky-Bucket-Algorithmus
benutzt wird, um den Zugriff auf ein ATM-Netzwerk zu kontrollieren, besteht
darin, dass die an den Algorithmus gelieferten Verkehrsparameter
für einen
konkreten Benutzer fest sind, was dazu führt, dass der Algorithmus den Benutzer
auf ein konkretes Bandbreitenniveau einschränkt. Unvorteilhafterweise kann
der Benutzer dann keinen Vorteil aus Bandbreite ziehen, die entlang
einer Route einer für
den Benutzer hergestellten Verbindung verfügbar wird. Es ist dann wahrscheinlich,
dass infolge einer solchen Einschränkung die verfügbare Bandbreite
unbenutzt bleibt, bis sie von einem anderen auf das ATM-Netzwerk
zugreifenden Benutzer benutzt wird.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Wir
haben erkannt, dass, nachdem solche Verkehrsparameter gesetzt wurden,
zugelassen werden sollte, dass sie sich an den festgestellten Überlastungsgrad
entlang der Route der Verbindung, die den Datenverkehr des Benutzers
befördert,
anpassen, wodurch ein Fortschritt auf dem Fachgebiet erzielt wird.
Die Überlastung
entlang einer Route einer Verbindung kann gemäß einem Aspekt der Erfindung festgestellt
werden, indem eine Zelle über
die Verbindung geschickt wird, die eine bestimmte Kennung enthält, und,
falls die Zelle zurückgesendet
wird – was
anzeigt, dass die Route nicht überlastet
ist – die Parameter
dergestalt angepasst werden, dass sie eine Steigerung des Niveaus
an zur Übertragung über die
Verbindung zugelassenen Daten zulassen. Falls die Zelle nicht zurückgesendet
wird – was
anzeigt, dass die Route überlastet
ist – werden
die Parameter dergestalt angepasst, dass das Zulassungsniveau verringert
wird. Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die Quelle der Daten, die über die
Verbindung übertragen
werden, über
solche Überlastungen
benachrichtigt, so dass sie ihre Datenübertragungen entsprechend anpassen
kann.
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Weitere
Aspekte der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Es
zeigen:
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1 ein
grobes Blockdiagramm eines ATM-Netzwerks, in welchem die Grundsätze der
Erfindung praktiziert werden können,
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2 ein
grobes Blockdiagramm einer Portschaltung von 1,
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3 ein
veranschaulichendes Beispiel einer so genannten „Erkundungszelle", die von der Portschaltung
aus 2 übertragen
wird, um zu ermitteln, ob entlang der Route einer Verbindung Überlastung
vorliegt, und
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4 die
Art und Weise, in welcher die Zulassungsrate, mit der Daten in das
Netzwerk eingelassen werden, als Funktion einer solchen Überlastung
angepasst wird.
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Detaillierte
Beschreibung
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Es
wird nun auf 1 Bezug genommen. Das ATM-Netzwerk
(Asynchroner Transfermodus) 200 umfasst eine Vielzahl von
ATM-Switches, oder Knoten, von denen in der Figur drei gezeigt sind, nämlich die
Knoten 105, 110 und 115. Jeder dieser Knoten,
z.B. die Knoten 105 und 115, bedient eine Vielzahl
von Benutzern, z.B. die Datenquelle 25 bzw. den Empfänger 50.
In der Praxis kann es sich bei einer Datenquelle (oder einem Empfänger) um
einen konkreten Typ von Einrichtung handeln, z.B. um einen Computer
oder ein anderes Netzwerk, und diese Einrichtung kann verschiedene
Typen von Daten übertragen,
wie etwa Video, Computerdaten etc., die über eine jeweilige Netzwerkverbindung
im Netzwerk 200 an einen vorgesehenen Empfänger weitergeleitet
werden. Bei einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung kann
es sich bei einer solchen Verbindung um eine herkömmliche
virtuelle Verbindung handeln, die bei Bedarf zwischen einer Quelle
und einem Empfänger
hergestellt wird, und bei der es sich um eine bidirektionale Verbindung handeln
kann, wie in der Figur für
Verbindung 26 gezeigt.
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Wenn
im Speziellen erstmals die virtuelle Verbindung 26 zwischen
der Quelle 25 und dem Empfänger 50 über das
Netzwerk 200 hergestellt wird, wird das Verkehrsniveau,
das die Quelle 25 über
die Verbindung übertragen
darf, von einem Satz im Voraus ausgehandelter Verkehrsparameter
geregelt, die im Port 106 des Knotens 105 gespeichert sind.
Der Port 106 benutzt solche Parameter, um die Zulassung
von Datenverkehr, die er von der Quelle 25 empfängt, zu „kontrollieren". Eine solche Kontrolle umfasst
gemäß einem
Aspekt der Erfindung: a) das Überwachen
der Rate, mit welcher Daten von der Quelle 25 empfangen
werden, b) das Ermitteln des Grads an Überlastung entlang der Verbindung 26,
c) das Anpassen der Werte mindestens eines der zuvor erwähnten Parameter
als Funktion des Überlastungsgrads
und d) das Senden von Informationen, welche die Überlastung kennzeichnen, an
die Quelle, wie nachstehend erörtert
wird.
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Es
wird nun auf 2 Bezug genommen, in welcher
ein grobes Blockdiagramm des Ports 106 gezeigt wird. Port 106 weist
einen Verbindungssteuerungsprozessor 106-1, eine Erkundungszelleneinfügeschaltung 106-2 und
einen Parameteranpassungscontroller 106-3 auf. Der Verbindungssteuerungsprozessor 106-1 implementiert
im Speziellen eine Anzahl verschiedener Funktionen, einschließlich a)
des Übersetzens
von in dem Kopf einer empfangenen Zelle enthaltenen Verbindungsinformationen,
um das vorgesehene Ziel der Zelle zu identifizieren, b) des Ermittelns
(Kontrollierens) für
jede der Quelle 25 zugehörige virtuelle Verbindung,
ob die Datenzellen mit einer Rate empfangen werden, die zu den für die konkrete
virtuelle Verbindung ausgehandelten Verkehrsparametern konform ist,
und c) des Durchführens
einer Anzahl von Messungen, die sich auf eine konkrete virtuelle
Verbindung beziehen, die aber für
die augenblickliche Erfindung nicht relevant sind und daher im Folgenden
nicht erörtert
werden.
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Um
das Übersetzen
und Kontrollieren auszuführen,
benutzt der Prozessor 106-1 Informationen, die in einer
im RAM 106-4 gespeicherten VP/VC-Tabelle (virtueller Pfad/virtueller
Kanal) enthalten sind. Die VP/VC-Tabelle enthält für jede der zuvor erwähnten virtuellen
Verbindungen einen Eintrag, welcher jeweils, unter anderem, Übersetzungsinformationen enthält bezüglich der
zugehörigen
virtuellen Verbindung mit einem Ausgangsport, z.B. dem Port 108 (1).
Ein Eintrag enthält
außerdem
die für
die zugehörige
virtuelle Verbindung ausgehandelten Verkehrsparameter. wie oben
erwähnt
wurde, definieren solche Verkehrsparameter die ausgehandelte Spitzenrate
und/oder die ausgehandelte durchschnittliche Rate für die Zulassung
von über
die zugehörige virtuelle
Verbindung empfangenen Datenzellen, wobei sich gemäß einem
Aspekt der Erfindung die Spitzenrate und/oder die durchschnittliche
Rate auf Basis des Überlastungsgrads
entlang der Route der Verbindung dynamisch ändern können, was nachstehend erörtert wird.
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Der
Prozessor 106-1 führt
eine solche Kontrolle unter Verwendung eines herkömmlichen
Leaky-Bucket-Algorithmus aus, wie etwa des im Standarddokument CCITT
I.371, Genf, Juli 1993, offenbarten Algorithmus. Kurz gesagt, die
Parameter, die bei dem Leaky-Bucket-Standard benutzt werden, um die
Zulassungsrate für über eine zugehörige virtuelle Verbindung
empfangene Zellen zu kontrollieren, werden in einem VP/VC-Eintrag
gespeichert. Bei den Parametern handelt es sich um eine Zellenrate
R und eine Toleranz (τ),
wobei letzterer Parameter im Allgemeinen als Zellenverzögerungs-Schwankungstoleranz
bezeichnet wird. Bei dem aktuellen Wert von R kann es sich um die
ausgehandelte Rate, d.h. die minimale Rate, oder um eine andere
höhere
Rate handeln, die sich durch dynamisches Ändern von R als Funktion des Überlastungsgrades
entlang der Route der zugehörigen
virtuellen Verbindung ergibt. Der Leaky-Bucket-Algorithmus liest bei Empfang einer über die
zugehörige
virtuelle Verbindung zu übertragenden
Zelle diese Parameter aus der VP/VC-Tabelle aus und benutzt daraufhin
diese Parameter gemäß dem zuvor
erwähnten
Leaky-Bucket-Algorithmus,
um zu ermitteln, ob die Datenrate, mit welcher die Zelle empfangen
wird, zu den aus dem zugehörigen
Eintrag erhaltenen Parametern konform ist. Falls nicht, kann der
Prozessor 106-1 die empfangene Zelle verwerfen. Andernfalls
leitet der Prozessor 106-1 die Zelle über das Switching-Fabric 107 an
ihr vorgesehenes Ziel weiter.
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Der
Grad einer solchen Überlastung
wird gemäß einem
Aspekt der Erfindung ermittelt, indem über die betreffende virtuelle
Verbindung, auf die von der Quelle 25 zugegriffen wird,
periodisch eine von uns so bezeichnete „Erkundungszelle" übertragen wird. Die Periode
bzw. das Intervall zwischen der Übertragung
von Erkundungszellen über
eine betreffende virtuelle Verbindung kann für die jeweilige virtuelle Verbindung
individuell bereitgestellt werden. (Es sei angemerkt, dass der Controller 106-1 für jede virtuelle
Verbindung, die aktiv ist, d.h., über die Datenzellen übertragen
werden, eine jeweilige Erkundungszelle generiert. Es sei außerdem angemerkt, dass
die Erörterung
der Generierung und Übertragung
einer Erkundungszelle über
eine virtuelle Verbindung, z.B. die Verbindung 26, genau
so auch andere aktive virtuelle Verbindungen betrifft, die von dem
Controller 106-1 verarbeitet werden.)
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Es
wird nun auf 3 Bezug genommen. Eine Erkundungszelle
umfasst eine Standardanzahl von Oktetts in ATM-Größe, nämlich 53
Oktette, wobei die Oktette dergestalt unterteilt sind, dass sie
zu einem Standardvorschlag für
eine Zelle der so genannten schnellen Ressourcenverwaltung (FRM,
engl. „Fast
Resource Management")
konform sind. Eine FRM-Zelle ist im Speziellen durch einen Kopf,
eine FRM-Protokollkennung, funktionsspezifische Felder und Fehlerprüffelder
gekennzeichnet. Der Kopf umfasst Kennungen für den virtuellen Pfad (VP)
und die virtuelle Schaltung (VC), welche die zugehörige virtuelle
Verbindung kennzeichnen, eine Nutzlastartkennung (PTI, engl. „Payload
Type Indicator"),
die gleich dem Wert sechs ist, was eine FRM-Zelle identifiziert, und
eine Zellenverlustpriorität
(CLP, engl. „Cell
Loss Priority"),
welche, wenn sie gleich dem Wert eins ist, für eine niedrige Zellenverlustpriorität steht.
Für eine Erkundungszelle
lauten die Werte der Felder „FRM-Protokollkennung" und „CLP" 04 (vier) bzw. 1 (eins).
Das erste Oktett der funktionsspezifischen Felder weist einen Wert
von 0F (F0) auf, wenn die Zelle in Vorwärtsrichtung (Rückwärtsrichtung)
der zugehörigen
virtuellen Verbindung läuft.
Wenn der Controller 106-1 somit eine Erkundungszelle zur Übertragung über die
Verbindungsstrecke 26-2 der virtuellen Verbindung 26,
die in Vorwärtsrichtung
zu Knoten 110 (1) verläuft, an das Switching-Fabric 107 liefert,
ist der Inhalt des ersten Oktetts des funktionsspezifischen Felds
gleich 0F.
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Es
wird wieder auf 1 Bezug genommen. In Reaktion
auf den Empfang einer Erkundungszelle über die Verbindungsstrecke 26-2 leitet
der Knoten 110 die Zelle nur dann an den Knoten 115 weiter, wenn
der Ausgangsport 111 des Knotens 110, der die Vorwärtsrichtung
der Verbindungsstrecke 26-3 bedient, nicht überlastet
ist, d.h., wenn die Anzahl von Zellen in der Warteschlange an diesem
Port unter einer im Voraus festgelegten Schwelle liegt. Falls eine solche Überlastung
vorliegt, verwirft der Knoten 110 die Erkundungszelle.
Andernfalls leitet der Knoten 110 die Zelle an den Knoten 115 weiter.
Angenommen, dies sei der Fall, so leitet der Port 111 die
Zelle über
die Verbindungsstrecke 26-3 an den Port 117 des
Knotens 115 weiter. (Es sei angemerkt, dass die Verbindungsstrecke 26-3 als
gestrichelte Linie gezeigt ist, um die Möglichkeit anzuzeigen, dass
ein oder mehrere zwischengeschaltete ATM-Switches oder Knoten zwischen
den Ports 111 und 117 angeordnet sein können.) Der
Port 117 leitet in Reaktion auf die Erkundungszelle die
Zelle über
das Switching-Fabric (nicht gezeigt) an den Zielport 116 von Knoten 115 weiter.
Angenommen, dass am Port 116 keine Verkehrsüberlastung
vorliegt, so ändert
der Port 116 bei Empfang der Erkundungszelle das erste Byte
des funktionsspezifischen Feldes von 0F in F0, um die Übertragungsrichtung
der Erkundungszelle von „vorwärts" in „rückwärts" zu ändern. Daraufhin fügt der Port 116 die
Erkundungszelle in den Verkehr ein, der über die virtuelle Verbindung 26 transportiert wird,
jedoch in entgegengesetzter Richtung, d.h., vom Knoten 115 zum
Knoten 110 und von dort aus zum Knoten 105. Falls
andererseits am Port 116 Verkehrsüberlastung vorliegt, so verwirft
der Port 116 die Erkundungszelle, wenn er sie empfängt.
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Das Ändern des
zuvor erwähnten
ersten Bytes von 0F in F0 ändert
die Art und Weise, auf welche ein Knoten, z.B. 110, die
Erkundungszelle verarbeitet. Und zwar verarbeitet der Knoten 110 die
veränderte
Erkundungszelle, wenn er sie empfängt, auf dieselbe Art und Weise,
wie er Benutzerverkehr bearbeitet, da der Zweck der Zelle darin
besteht, den Grad an Überlastung
auf der virtuellen Verbindung 26 vom Knoten 105 zum
Knoten 115 zu ermitteln, und nicht vom Knoten 115 zum
Knoten 105. Der Überlastungsgrad
auf der virtuellen Verbindung 26 vom Knoten 115 zum
Knoten 105 wird von dem Port 116 ermittelt. Und
zwar fügt
der Port 116 auf gleiche Weise seine eigenen Erkundungszellen
in die virtuelle Verbindung 26 vom Port 116 zum
Port 106 ein. Das erste Byte des funktionsspezifischen
Felds dieser Zellen enthält
eine 0F, welche der Port 106 bei ihrem Empfang in F0 ändert, falls
bei Port 106 keine Überlastung
vorliegt, wie nachstehend erörtert
wird. Andernfalls verwirft der Port 106 diese Zellen.
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Angenommen,
die Erkundungszelle nimmt ihren Ausgang bei Port 106, wird
weder vom Knoten 110 noch vom Knoten 115 verworfen
und erreicht über
ein Switching-Fabric 107 den Eingang des Empfangsprozessors 106-5, 2.
In Reaktion auf den Empfang einer Erkundungszelle speichert der
Empfangsprozessor 106-5 die Zelle in einem zugehörigen Register
und prüft
anschließend
ihr VPI/VCI-Feld, um zu ermitteln, ob die Zelle ihren Ausgang bei
Port 106 nahm. Falls ja, benachrichtigt der Prozessor 106-5 den
Anpassungscontroller 106-3 darüber.
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Das
Ergebnis des Übertragens
von Erkundungszellen zum Ermitteln, ob entlang einer bestimmten
virtuellen Verbindung Überlastung
vorliegt, und die Rückkehr
dieser Zellen an den Ursprungsport wird in 4 dargestellt,
in welcher jeder Pfeil nach oben eine Erkundungszelle darstellt,
die ein Port, z.B. der Port 106, in Vorwärtsrichtung
einer virtuellen Verbindung, z.B. 26, einfügt. Jeder
Pfeil nach unten stellt den Empfang einer Erkundungszelle dar, die
der Port zuvor über
die virtuelle Verbindung übertragen
hatte. Bei einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung erzeugt
ein Port, z.B. der Port 106, während jeder Periode T für jede von
dem Port bediente virtuelle Verbindung, z.B. 26, eine Erkundungszelle. Bei
einer veranschaulichenden Ausführungsform
der Erfindung kann T eine Zeitperiode sein, die ein Vielfaches,
z.B. das 30-fache, von 11,378 Millisekunden ist.
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Bezüglich 4 sei
R0 die minimale Zulassungsrate für
Verkehr (mittlerer Verkehr oder Spitzenverkehr), die für eine konkrete
virtuelle Verbindung, z.B. 26, ausgehandelt wurde, und
Rmax sei die zulässige
maximale Zulassungsrate, die für
die zugehörige
Verbindung erreicht werden kann. Weiterhin beginne die Datenquelle,
z.B. die Quelle 25, zu Beginn der Periode T damit, Daten
mit der ausgehandelten Rate R0 über
die Verbindung 26 zu übertragen.
Am Ende jeder Periode T oder jedes Intervalls T fügt der Port 106 eine
Erkundungszelle in den Verkehrsfluss ein, der über die Verbindung 26 an
den Port 116 weitergeleitet wird, und fährt damit fort, dies zu tun,
solange die Quelle 25 während
jedes solchen Intervalls mindestens eine Datenzelle überträgt.
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Angenommen,
als Ergebnis verschiedener Verzögerungen,
z.B. der normalen Ausbreitung und anderer Umlaufübertragungsverzögerungen,
empfange der Port 106 die erste der zuvor übertragenen Erkundungszellen
während
des vierten Intervalls. Wie oben erwähnt, wird der Empfang einer
zuvor übertragenen
Erkundungszelle als Anzeige dafür
interpretiert, dass der Vorwärtszweig
einer virtuellen Verbindung möglicherweise
nicht überlastet
ist. Bei Abwesenheit einer Erkundungszelle wird vom Gegenteil ausgegangen.
Im Speziellen prüft
der Port 106 am Ende jedes solchen Intervalls, ob während des
Intervalls eine Erkundungszelle empfangen worden ist. Falls nicht,
wie dies für
die Intervalle 0 bis 3 der Fall ist, versucht der Anpassungscontroller 106-3 (2),
der gemäß einem
speziellen, nachstehend erörterten
Anpassungsalgorithmus arbeitet, die Zulassungsrate für Daten,
die von der Quelle 25 empfangen werden und zur Verbindung 26 unterwegs sind,
anzupassen. Aufgrund des zuvor erwähnten Aushandelns kann der
Controller 106-3 die Zulassungsrate allerdings nicht unter
den Wert R0 absenken.
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Der
Anpassungsalgorithmus, den der Controller 106-3 implementiert,
setzt die erlaubte Zulassungsrate für ein nächstes Intervall wie folgt
mit der während
des vorherigen Intervalls erlaubten Zulassungsrate in Beziehung: Rn = Rp – [Rp – R0]·D + G·F (1)
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Hierbei
ist: Rn die erlaubte Zulassungsrate für das nächste Intervall, die gemäß R0 ≤ Rn ≤ Rmax eingeschränkt ist,
Rp die erlaubte Zulassungsrate während
des vorherigen Intervalls, D ein so genannter Dämpfungsfaktor, der für einen
gegebenen Kanal oder eine virtuelle Verbindung konstant ist, G ein
Gewinnfaktor, der für
letzteren Kanal konstant ist, und F ein Anpassungsfaktor. Bei einer
veranschaulichenden Ausführungsform
der Erfindung gilt 0 ≤ D ≤ 0, 25; 1/64 R0 ≤ G ≤ 8 R0 und
F = –1,
falls während
des vorherigen Intervalls keine Erkundungszelle empfangen wurde,
oder andernfalls F = 1 (2), falls während des vorherigen Intervalls
eine (mehr als eine) Erkundungszelle empfangen wurde.
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Aus 4 lässt sich
ersehen, dass der Anpassungscontroller 106-3 damit beginnt,
Rn für
die Verbindung 26 zu steigern, sobald der Port 106 anfängt, die
von ihm über
die Verbindung 26 übertragenen
Erkundungszellen zu empfangen. Zum Beispiel hat der Controller 106-3 infolge
dessen, dass während
der Intervalle 4 bis 6 je eine Erkundungszelle empfangen wurde,
den Wert von Rn entsprechend gesteigert, wie in den Schritten a,
b und c dargestellt. Man beachte aber, dass infolge dessen, dass
während
der Intervalle 7 und 8 keine Erkundungszellen empfangen wurden,
der Anpassungscontroller 106-3,
der gemäß dem oben
beschriebenen Algorithmus arbeitet, Rn verringert, wie bei e und
f dargestellt. Zu solchen Verringerungen kommt es, weil die Variable
F für jedes
der genannten Intervalle auf –1 gesetzt
ist. Als Nächstes
lässt sich
sehen, dass der Port 106 während jedes der Zeitintervalle
9 bis 14 eine Erkundungs zelle, für
das Intervall 15 jedoch keine Erkundungszelle empfängt. Dementsprechend steigert
der Anpassungscontroller 106-3 am Ende jedes Intervalls
9 bis 14 Rn inkrementell, aber am Ende von Intervall 15 verringert
er Rn um eine inkrementelle Rate.
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Angenommen,
die Quelle 25 beende zu diesem Zeitpunkt ihre Übertragung
von Datenzellen während
des Intervalls 12. Falls der Port 106 während eines Intervalls eine
Zelle von der Quelle 25 empfängt, überträgt er, wie zuvor erwähnt, am
Ende des Intervalls eine Erkundungszelle (bzw. fügt diese ein). Somit überträgt der Port 106 am
Ende des Intervalls 12 eine Erkundungszelle, jedoch überträgt er am
Ende der darauf folgenden Intervalle, zum Beispiel des Intervalls
13, keine Erkundungszellen. Infolge von Ausbreitungsverzögerungen
empfängt
der Anpassungscontroller 106-3 jedoch weiterhin Erkundungszellen,
die er zuvor abgeschickt hatte, und reagiert auf diese, trotz dessen,
dass die Quelle 25 ihre Übertragung von Datenzellen
beendet hat. Somit reagiert der Controller 106-3 während der
Intervalle 13 und 14 auf den Empfang seiner eigenen Erkundungszellen,
indem er Rn steigert, wie in der Figur bei g und h dargestellt.
Analog hierzu reagiert der Controller 106-3 während des
Intervalls 15 auf die Abwesenheit einer Erkundungszelle, indem er
Rn verringert, wie bei j gezeigt. Es wird nun angenommen, dass aufgrund
von Ausbreitungsverzögerungen
und/oder anderen Gründen
während
des Intervalls 16 zwei Erkundungszellen empfangen werden. Infolgedessen setzt
der Controller 106-3 den Wert F auf 2, wenn er am Ende
von Intervall 16 den Anpassungsalgorithmus ausführt. Dementsprechend wird die
inkrementelle Steigerung von Rn verdoppelt, wie bei k gezeigt. Dies
führt dazu,
dass Rn gleich Rmax wird, dem maximalen Wert für Rn. Infolgedessen, dass der
Port 106 danach seine Übertragung
von Erkundungszellen über
die Verbindung 26 beendet, endet danach während des
Intervalls 16 die Übertragung
und somit auch der Empfang von Erkundungszellen. Der Anpassungscontroller 106-3 reagiert
während
jedes darauf folgenden Intervalls auf die Abwesenheit von Erkundungszellen,
indem er Rn um einen inkrementellen Betrag verringert, und er fährt damit
fort, dies zu tun, bis der Wert von Rn einen Minimalwert R0 erreicht,
wie bei 1 dargestellt.
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Es
wird nun wieder auf 2 Bezug genommen. Wie vorstehend
erwähnt,
benachrichtigt der Empfangsprozessor 106-5 den Anpassungscontroller 106-3 jedes
Mal, wenn über
das Switching-Fabric 107 eine Erkundungszelle empfangen
wird, die ihren Ausgang bei Port 106 nahm. Falls der Empfangsprozessor 106-5 jedoch
ermittelt, dass die empfangene Erkundungszelle ihren Ausgang bei
einem anderen Port nahm, zum Beispiel bei dem Port 116,
der sich am entgegengesetzten Ende der Verbindung 26 befindet,
so prüft
der Prozessor 106-5 den Überlastungsgrad an dem FIFO 106-6.
Falls der FIFO 106-6 überlastet
ist, verwirft der Empfangsprozessor 106-5 die Erkundungszelle.
Falls der FIFO nicht überlastet ist, ändert der
Empfangsprozessor 106-5 das erste Byte der zugehörigen funktionsspezifischen
Felder von 0F in F0 und führt
die geänderte
Zelle der Einfügeschaltung 106-2 zu.
Die letztere Schaltung wiederum fügt die Erkundungszelle in den
Datenverkehrsfluss ein, den der Prozessor 106-1 an das
Switching-Fabric 107 liefert. Erkundungszellen, die zu
anderen zwischen dem Port 116 und jeweils anderen Ports
eingerichteten virtuellen Verbindungen gehören, verarbeitet der Empfangsprozessor 106-5 auf die
gleiche Weise.
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Falls
der Empfangsprozessor 106-5 einem zwischengeschalteten
Port in einer virtuellen Verbindung zugehörig ist, wie etwa dem Port 112 (1), so
verarbeitet der Prozessor 106-5 Erkundungszellen, die den
umgekehrten Weg ihrer jeweiligen virtuellen Verbindungen durchlaufen,
als ob es sich bei diesen Zellen um Benutzerzellen handele.
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Wie
oben erörtert
wurde, steigert oder verringert der Anpassungscontroller 106-3 den
Wert von Rn für
die virtuelle Verbindung 26 (und/oder jede andere aktive
virtuelle Verbindung) auf Basis dessen, ob während eines Intervalls eine
Erkundungszelle empfangen wurde. Der Anpassungscontroller 106-3 steigert
oder verringert Rn, indem er die Parameter aktualisiert, die in
dem zuvor erwähnten
Leaky-Bucket-Algorithmus benutzt werden, welcher die Zulassungsrate
von Datenzellen steuert, die von der Quelle 25 stammen.
Damit die Quelle 25 auf eine Steigerung oder Verringerung
der Zulassungsrate der Daten, die sie an den Port 106 liefert,
reagieren kann, muss sie darüber
benachrichtigt werden. Gemäß einem
Aspekt der Erfindung kann der Port 106 über den Weg 26-1 periodisch
eine BCN-Zelle (engl. „Backward
Congestion Notification",
dt. „Überlast-Rückwärtsbenachrichtung") an die Quelle 25 senden,
wobei die BCN-Zelle ein Format aufweist, das dem einer Erkundungszelle
(3) ähnelt.
Die Quelle 25 verringert in Reaktion auf den Empfang einer
Benachrichtigungszelle die Rate, mit welcher sie Datenzellen an
das Netzwerk 200 liefert. Wenn die Quelle 25 zum
Beispiel Datenzellen gemäß einem fensterbasierten Übertragungsprotokoll überträgt, kann
sie die Rate reduzieren, mit welcher sie Daten überträgt, indem sie die Größe des Übertragungsfensters
um ein im Voraus festgelegtes Inkrement reduziert. Falls die Quelle 25 andererseits
innerhalb eines im Voraus festgelegten Intervalls keine Benachrichtigungszelle
empfängt,
geht sie davon aus, dass sie die Übertragungsrate ihrer Datenzellen
steigern darf. Auf entsprechende Weise kann die Quelle 25 dies
tun, indem sie die Größe des Übertragungsfensters
um ein im Voraus festgelegtes Inkrement steigert.
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Außerdem kann
jedes Mal eine Benachrichtigungszelle an die Quelle 25 gesendet
werden, wenn die Rate, mit welcher die Quelle 25 Zellen überträgt, kurz
davor steht, die aktuellen Werte der zugehörigen Verkehrsparameter (Kontrollparameter),
z.B. Rn und Zellenverzö gerungs-Schwankungstoleranz
(τ), zu verletzen.
Außerdem
kann eine Benachrichtigungszelle an die Quelle 25 gesendet
werden, wenn während
eines der zuvor erwähnten
Intervalle (T, 4) eine von dem Port 106 generierte
Erkundungszelle infolge von Überlastung
entlang der Route der zugehörigen
virtuellen Verbindung nicht zurückgesendet wird.
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Das
Vorstehende veranschaulicht lediglich die Grundsätze der Erfindung. Der Fachmann
ist dazu in der Lage, zahlreiche Anordnungen zu erdenken, die, obwohl
hier nicht explizit beschrieben oder gezeigt, dennoch diejenigen
Grundsätze
der Erfindung ausführen,
welche innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung liegen.
Zum Beispiel kann das Vorstehende dergestalt angeordnet werden,
dass eine Portschaltung eine Erkundungszelle nicht verwirft, sondern
die Zelle in eine Zelle niedriger Priorität abwandelt und an den Absender zurücksendet.
Als weiteres Beispiel können
zwei verschiedene Leaky-Bucket-Algorithmen benutzt werden – einer
zum Kontrollieren einer durchschnittlichen Übertragungsrate und einer zum
Kontrollieren einer Spitzenübertragungsrate.
Als noch ein weiteres Beispiel kann ein ATM-Switch dergestalt angeordnet werden,
dass das Switching-Fabric eine Erkundungszelle verwerfen kann, falls
das Verkehrsniveau in der Warteschlange des Fabrics eine im Voraus festgelegte
Schwelle erreicht oder überschreitet.