DE69625280T2 - Methode und Apparat zum Kontrollieren des Zugangs zu einem digitalen Kommunikationsnetzwerk - Google Patents
Methode und Apparat zum Kontrollieren des Zugangs zu einem digitalen KommunikationsnetzwerkInfo
- Publication number
- DE69625280T2 DE69625280T2 DE69625280T DE69625280T DE69625280T2 DE 69625280 T2 DE69625280 T2 DE 69625280T2 DE 69625280 T DE69625280 T DE 69625280T DE 69625280 T DE69625280 T DE 69625280T DE 69625280 T2 DE69625280 T2 DE 69625280T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- network
- reserves
- reserve
- source
- credit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 34
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 23
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 23
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims description 17
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 101100311330 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) uap56 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 101150018444 sub2 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L12/5602—Bandwidth control in ATM Networks, e.g. leaky bucket
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/04—Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
- H04Q11/0428—Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
- H04Q11/0478—Provisions for broadband connections
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5614—User Network Interface
- H04L2012/5615—Network termination, e.g. NT1, NT2, PBX
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5629—Admission control
- H04L2012/5631—Resource management and allocation
- H04L2012/5636—Monitoring or policing, e.g. compliance with allocated rate, corrective actions
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5629—Admission control
- H04L2012/5631—Resource management and allocation
- H04L2012/5636—Monitoring or policing, e.g. compliance with allocated rate, corrective actions
- H04L2012/5637—Leaky Buckets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Regulierung der Gewährung des Zugangs von Daten in ein Telekommunikationsnetz oder das "Policing" mittels des so genannten Verfahrens des "durchlässigen Bechers", englisch: "leaky bucket", oder "mit Krediteinheitenreserve", englisch: "credit manager". Sie betrifft genauer gesagt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewährung des Zugangs von aus mehreren Quellen stammenden Daten zu einem digitalen Telekommunikationsnetz, die eine parametrierte und progressive Glättung des in dieses Netz gelangenden Informationsdurchsatzes erlaubt, wobei der Spitzendurchsatz der Quellen häufig nahe dem des Netzes ist.
- Die Zugangsregelungsmechanismen sind ausschlaggebend für das einwandfreie Funktionieren eines Telekommunikationsnetzes. Von den zahlreichen untersuchten Varianten kann das so genannte Verfahren des "durchlässigen Bechers" genannt werden. Dieses Verfahren wird in der Empfehlung 1.371 des CCITT beschrieben und scheint das geeignetste im Bereich der digitalen Netze zu sein. Seine Verwendung wurde in diversen Fällen empfohlen, beispielsweise bei den SMDS-Diensten ("Switched Multimegabit Data Services"), dem MAN-Netz ("Metropolitan Area Network") oder im Signalwegenetz.
- Im Stand der Technik sind diverse Vorrichtungen mit Krediteinheitenreserven bekannt. Ein Überblick über die bestehenden Modelle mit "durchlässigem Becher"/"Krediteinheitenreserve" wird von M. Lemercier in "Performance simulation of Leaky Buckets for ATM network access control", Modelling and performance evaluation of ATM technology, IFIP North Holland, 1993, gegeben. Außerdem wird eine Vorrichtung mit Krediteinheitenreserve von J. W. Roberts, B. Bensaou und Y. Canetti in "A traffic control framework for high speed data transmission", IFIP Transactions C-15: Modelling and performance evaluation of ATM technology, IFIP North Holland, 1993, beschrieben. Sie umfasst eine einzige Reserve, die eine vorbestimmte maximale Anzahl M von Krediteinheiten enthalten kann, die in einem vorbestimmten Takt r regeneriert werden. Eine Mitteilung wird übermittelt, wenn und nur wenn die Reserve eine Anzahl Krediteinheiten enthält, die mindestens gleich der Länge der Mitteilung ist; diese Krediteinheiten werden dann von der Reserve abgezogen. Wenn die Anzahl verfügbarer Krediteinheiten nicht ausreicht, wird die Mitteilung nicht übertragen. Die Vorrichtung umfasst auch einen Zugangs- Pufferspeicher, der als FIFO-Warteschlange organisiert ist, in der die eingehenden Mitteilungen gespeichert werden. Die erste in dem Puffer enthaltene Mitteilung wird mit ihrer Eingangsübertragungsrate in das Netz übertragen, solange die Reserve nicht aufgebraucht ist, und dann mit reduzierter Übertragungsrate, die der Regenerierungstakt der Krediteinheiten ist.
- Das Dokument EP-A-0 416 685 beschreibt ein Verfahren zur Regulierung der Übertragungsrate, das auf Codes basiert, die von jeder Zelle getragen werden. EP-A-0 381 275 offenbart eine Kontrolle der Datendurchsätze, die von jeder Quelle versandt werden, während in dem Dokument IEEE INFOCOM'93 Proceedings volume 1: "User-Network Policer: A New Approach for ATM Congestion Control", S. 376-383, unterschiedliche Betriebsebenen vorgeschlagen werden, die für die jeweiligen Datenquellen spezifiziert wurden. In allen diesen Dokumenten ist die Übertragungsrate während der ganzen Übertragung einer gegebenen Mitteilung konstant.
- Ziel des Netzbenutzers ist es, die Möglichkeiten der Datenübertragung mit maximaler Übertragungsrate weitestgehend auszunutzen. Nun zeigt eine digitale Quelle mit variabler Übertragungsrate jedoch ein wechselndes Verhalten zwischen Aktivitäts- oder Burstperioden, während derer sie Daten mit Spitzenübertragungsrate überträgt, und Passiv- oder Ruheperioden. Ein "Alles-oder-Nichts"-Modell im Burst-Maßstab kennzeichnet dieses Verhalten im Allgemeinen relativ gut. Wenn der Umfang eines Bursts davor den ursprünglichen Inhalt der Krediteinheitenreserve übersteigt, wird die Impulsspitze dieses Bursts dann dahinter gekappt. Ist die Reserve erschöpft, wird er nur noch mit dem Regenerierungstakt r der Krediteinheiten in das Netz übertragen.
- Zur Optimierung der Übertragungsmöglichkeiten kann auf die beiden Parameter M und r eingewirkt werden. Man spricht von einer "präventiven" Steuerung des Verkehrs. Problematisch wird es, wenn die Bursts sehr variable Größen haben, wie dies am Ausgang eines lokalen Datennetzes der Fall ist: die Spitzenübertragungsrate der Quelle liegt weit über der Durchschnittsübertragungsrate, und so werden viele Bursts, deren Volumen M übersteigt, bei der Übertragung plötzlich in ihrer Übertragungsrate reduziert und können somit den großen Bandbereich, der ihnen vom Netz angeboten wird, nicht nutzen. Wird ein hoher Wert für r gewählt, was bedeutet, dass man eine höhere Langzeitübertragungsrate r toleriert, verliert man an ökonomischer Rentabilität. Wenn der Benutzer eine höhere Reserve M an Krediteinheiten zugestanden bekommt, ist der Vorteil des Regulierungsmechanismus begrenzt, da die Quelle dann praktisch immer mit der Spitzenübertragungsrate überträgt.
- Um zu verhindern, dass Mitteilungen verloren gehen, ist es sinnvoll, einen Zugriffspufferspeicher geeigneter Größe vorzusehen. Wird er zu groß gewählt, wird der Speicher sehr ineffizient genutzt, ist er zu klein gewählt, gehen zahlreiche Mitteilungen verlören.
- Es wurde ferner eine "reaktive", d. h. adaptive Steuerung vorgeschlagen, bei der die Parameter M und r in Echtzeit geändert werden, um dem Rechnung zu tragen, dass die Eigenschaften des tatsächlichen Verkehrs nicht vorhersehbar sind. Diese Änderung ist bei einem Netz mit hoher Übertragungsrate jedoch zu langsam, und die so entstehenden Verzögerungen entsprechen der Übertragung eines erheblichen Informationsvolumens, was nicht vertretbar ist.
- Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, diese Nachteile zu begrenzen, und zwar durch eine präventive Steuerung des Verkehrs, bei der die Regulierung für eine feinere Glättung der Übertragungsrate jeder Quelle sorgt, die auf das Netz zugreift.
- Um dieses Ziel zu erreichen, schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Gewährung des Zugangs zellenförmiger Datenmitteilungen, die mehreren Quellen entstammen, in ein digitales Telekommunikationsnetz vor, bei dem für jede Quelle mit einer Maximalrate p folgende Schritte durchgeführt werden:
- die aus der Quelle stammenden Zellen werden in einem Zugriffspufferspeicher gespeichert, der als Warteschlange organisiert ist,
- einer Quelle wird eine vorbestimmte Zahl n (wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist) von Reserven (R&sub1;, ..., Ri, ..., Rn) von Krediteinheiten zugewiesen, die bestimmte Krediteinheitenkäpazitäten (M&sub1;, ..., Mi, ..., Mn) haben, und sie werden in vorbestimmten abnehmenden Takten (r&sub1;, ..., ri, ... rn) regeneriert, wobei
- d. h.
- für jedes ganzzahlige i von 1 bis n - 1, wobei M&sub0; = 0 und r&sub0; = p, wobei jede Krediteinheit eine Dauer darstellt, die ein Bruchteil derjenigen einer Zelle ist,
- eine erste gespeicherte Zelle wird übertragen, sobald jede der Reserven eine Anzahl Krediteinheiten enthält, die mindestens gleich der Länge der Zelle ist, mit der der Bandbreite des Netzes entsprechenden Rate, und gleichzeitig werden alle Reserven um die Anzahl Krediteinheiten dekrementiert, die der Länge der Zelle entspricht,
- wenn die erste Reserve R&sub1; aufgebraucht ist, wird die Übertragung der gespeicherten Zellen automatisch im Takt r&sub1; der Regenerierung dieser ersten Reserve fortgesetzt, bis die zweite Reserve aufgebraucht ist,
- anschließend wird automatisch die Übertragung mit aufeinanderfolgenden, abnehmenden Übertragungsraten fortgesetzt, die den Regenerierungstakten r&sub2;, ..., rn entsprechen. Hierzu wird für jedes ganzzahlige i von 1 bis n - 1, wird, wenn die i-te Reserve Ri aufgebraucht ist, die Übertragung der gespeicherten Zellen im Regenerierungstakt ri der i-ten Reserve Ri automatisch fortgesetzt, bis die (i + 1)te Reserve Ri+1 aufgebraucht ist.
- Die Interpretation des Begriffs "Zelle" soll hier weit gefasst werden, in dem Sinne, dass er jede digitale Datengruppe bezeichnet, die getrennt darstellbar und identifizierbar ist.
- Die Reserven können als parallel angeordnete Komponenten gelten, die sich unabhängig voneinander regenerieren. Ihre kennzeichnenden Parameter (Kapazität M und Regenerierungstakt r) werden abhängig von den Merkmalen des Netzes und denen der jeweiligen Quelle gewählt. Häufig wird es jedoch sinnvoll sein, einfache Ausführungen zu wählen.
- In einem ersten Fall werden M und r für die Reserven gewählt, die einer gleichen Quelle entsprechen, sodass die Takte r&sub1;, ..., ri , ... rn arithmetisch ab- und die Kapazitäten der Krediteinheiten arithmetisch zunehmen.
- Ebenso können Krediteinheitenreserven vorgesehen werden, die parallel angeordnet sind und deren Regenerierungstakte geometrisch ab- und die Kapazitäten der Krediteinheit arithmetisch zunehmen.
- In vielen Fällen und insbesondere dem der ATM-Netze und einer von einem lokalen Datennetz gebildeten Quelle besteht ein guter Kompromiss darin, vier Krediteinheitenreserven zu verwenden. Die Regenerierungstakte r&sub1; bis r&sub4; können eine abnehmende arithmetische Folge bilden mit einem ersten Term h und einem Verhältnis
- , wobei d < h und h und d vorbestimmte Konstanten sind, sodass
- r&sub1; = h
- r&sub4; = d.
- Die Zahl von Reserven kann jedoch auch eine andere sein. Im Allgemeinen dürfte sie jedoch 2 bis 6 betragen. Wenn das Netz ein ATM-Netz ist, sind die Mitteilungen Zellen fester Größe. Wenn das Netz ein Rahmenweiterleitungsnetz ist, sind die Mitteilungen Pakete variabler Größe.
- Ferner werden bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung folgende Schritte durchgeführt, um das Verhalten einer Quelle zu kontrollieren, aus der die Datenmitteilungen stammen:
- (a) Festlegen eines theoretischen Verhaltens der Quelle mittels mindestens eines ein Modell bildenden Parameters,
- (b) Messung der Übertragungsrate der Zellen zu vorbestimmten Zeitpunkten,
- (c) Prüfung, ob die zeitliche Serie der gemessenen Übertragungsraten mit dem theoretischen Verhalten übereinstimmt, und wenn dies nicht der Fall ist,
- (d) Wiederholung der Schritte (a) bis (c) unter Modifizierung des Parameters.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das theoretische Verhalten der Quelle ein Fraktalverhalten. Ein solches Verhalten wird nachfolgend erklärt.
- Die vorliegende Erfindung schlägt ferner eine Vorrichtung wie in Anspruch 9 beschrieben vor.
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen klar aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform hervor, die als nicht erschöpfendes Beispiel gegeben ist. Die Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
- - Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung ist, die eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- - Fig. 2 ein Organigramm ist, das den Ablauf des Verfahrens darstellt; und
- - Fig. 3 eine grafische Darstellung einer Glättungsfunktion der Übertragungsrate einer Quelle ist, bei der das Verfahren der Fig. 2 angewandt wird.
- Fig. 1 zeigt mehrere Vorrichtungen 10&sub1;, 10&sub2;, 10&sub3;, die entsprechenden Quellen S&sub1;, S&sub2;, S&sub3; zugeordnet sind, die über einen einzigen Vorschaltrechner 12 Zugang haben zu einem Telekommunikationsnetz Re. Diese Vorrichtungen haben den gleichen Aufbau und nur die Vorrichtung 10&sub1; wird im Detail beschrieben. Man kann hier von einer endlichen Zahl n parallel angeordneter Krediteinheitenreserven und einem Pufferspeicher T ausgehen, der als FIFO-Warteschlange für den Zugang zum Netz Re aufgebaut ist. Jede Reserve enthält eine laufende Zahl Ri von Krediteinheiten, die kleiner ist als die maximale Zahl Mi von Krediteinheiten, was auch Kapazität der Reserve genannt wird, die mit einem eigenen Takt ri regeneriert werden. Eine Reserve kann also von einem Krediteinheitenzähler dargestellt werden, der mit einem Takt ri um eine Einheit inkrementiert wird. Die Regenerierung jeder Reserve erfolgt unabhängig und parallel zu denen der anderen Reserven. Der Regenerierungs-Algorithmus ist folgender:
- Wie Fig. 2 zeigt, wird, wenn eine Mitteilung einer Länge L Zugang zum Netz erlangen will, wobei eine Längeneinheit beispielsweise der kleinsten Mitteilung zugeordnet wird, die im Netz zirkulieren kann, diese Mitteilung in dem Zugangspufferspeicher so lange in die FIFO-Warteschlange gestellt, wie dieser nicht voll ist, und sonst zurückgewiesen. Konnte die Mitteilung gespeichert werden, wird sie ins Netz übertragen, wenn und nur wenn jede Reserve eine Anzahl Ri Krediteinheiten enthält, die mindestens gleich L ist, in welchem Fall jede Reserve sich um L Krediteinheiten leert. Der Algorithmus für den Zugang zum Netz ist also folgender:
- Das Vorhandensein jeder der n Reserven ist nur sinnvoll, wenn für jedes ganzzahlige i von 1 bis n - 1 die jeweilige Dauer
- unterschiedlich ist, wobei M&sub0; = 0 und r&sub0; = p und p der Maximaldurchsatz der Quelle ist, und wenn folgende Bedingung erfüllt ist:
- Wenn die Quelle mit einem Durchsatz p sendet, der ständig über ri liegt, leeren sich die Reserven allmählich und ist R&sub1; die erste Reserve, die nicht über eine ausreichende Zahl Krediteinheiten verfügt. Die folgenden Mitteilungen werden dann automatisch mit dem regulierten Durchsatz r&sub1; gesendet, welcher der Regenerierungstakt der Krediteinheiten von R&sub1; ist. Die übrigen Reserven haben einen regulierenden Einfluss, wenn und nur wenn ihre Regenerierungstakte absolut abnehmend sind, d. h. r&sub1; > ... > rn. Die zweite Reserve leert sich nämlich dann im Takt r&sub1; - r&sub2; > 0. Wenn sie ebenfalls leer ist, werden die Mitteilungen automatisch mit dem Durchsatz r&sub2; übertragen, und so fort.
- Fig. 3 stellt ein Beispiel mit einer so erhaltenen, abnehmenden Stufenfunktion dar, der die Übertragungsrate der Mitteilungen in Abhängigkeit von der Zeit gehorcht, und stellt die entsprechende Glättungskurve dar.
- Bei einer ersten Ausführungsform weist die Quelle einen Fraktalverkehr auf, d. h., dass das Gesetz W des Volumens eines Bursts von einer Pareto-Verteilung mit langsamer Abnahme der Wahrscheinlichkeitsdichte angenähert werden kann, und zwar mit
- wobei γ die kleinste reelle positive Zahl ist, sodass das Gesetz W der Bursts ein Moment der Ordnung γ unendlich besitzt, d. h. E[Wγ] = +∞w, wobei das Zeichen E den mathematischen Erwartungswert bezeichnet. Der Fraktalcharakter ergibt sich daraus, dass γ einen Wert von 1 bis 2 hat, was bedeutet, dass das Gesetz der Bursts ein endliches Mittel und ein unendliche Varianz besitzt. Der Parameter γ stellt so den für die Momente des Gesetzes der Bursts charakteristischen Exponenten dar. Bei einer solchen Ausführungsform können arithmetisch abnehmende Regenerierungstakte ri und geometrisch zunehmende Kapapitätswerte Mi gewählt werden. Als Variante können geometrisch abnehmende Takte ri und arithmetisch zunehmende Kapazitäten Mi gewählt werden.
- Die Wahl der Anzahl n Reserven hängt von der Kontrollgenauigkeit ab, die erreicht werden soll. Als Orientierung können für eine niedrige Übertragungsrate (p ≤ 128 Kbit/s) zwei Reserven und γ = 1,8 gewählt werden; für eine mittlere Übertragungsrate (128 kbit/s < p ≤ 2 Mbit/s) können drei Reserven und γ = 1,6 gewählt werden; für eine hohe Übertragungsrate (2 Mbit/s < p ≤ 34 Mbit/s) können vier Reserven und γ = 1,4 gewählt werden; und schließlich können für sehr hohe Übertragungsraten (p > 34 Mbit/s) mehr als vier Reserven und γ = 1,2 gewählt werden. Natürlich kann eine solche Strategie je nach den besonderen Bedingungen in einem Netz geändert werden. Insbesondere kann der Parameter γ variabel sein und von der Quelle abhängen, die auf das Netz zugreift.
- Was die Werte der Regenerierungstakte betrifft, so wählt man vorteilhafterweise vier Reserven mit arithmetisch abnehmenden Regenerierungstakten, sodass:
- r&sub1; = h
- r&sub4; = d,
- wobei h und d vorbestimmte Konstanten sind. Die erste Reserve erlaubt die Regulierung der Maximalübertragungsrate der Quelle, indem sie sie auf einen gewünschten Wert h begrenzt, mit einer intrinsischen Burst-Toleranz (englisch IBT, Intrinsic Burst Tolerance), die den Wert M&sub1; hat, während die folgenden Reserven eine Kontrolle der großen Burst-Volumen ermöglicht, die relativ häufig von der Quelle ausgesandt werden.
- Die Wahl der Kapazitäten Mi hängt direkt von der Glättungsfunktion ab, die durchgeführt werden soll. Allgemein gesehen, ermöglicht die Funktion
- Mi = [f(s) - f(τi)]ds, ri = f(τi)
- eine Durchführung der Glättungsfunktion r = f(τ). Die in Fig. 3 schraffierten Bereiche stellen die jeweiligen Werte von M&sub1;, M&sub2; - M&sub1;, M&sub3; - M&sub2; dar. Die Wahl der Zeitpunkte τi ist frei und hängt von der gewünschten Regulierungsqualität ab.
- Als Orientierung können die Werte von τi so gewählt werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Durchsatz kleiner oder gleich r ist, proportional zu r ist, was einem gleichmäßig verteilten regulierten Durchsatz entspricht. Diese Bedingung führt bei einem Fraktalverkehr mit dem vorstehend definierten Parameter γ und ohne einen vorgeschriebenen Wert für M&sub1; zu den folgenden Formeln, für die man für die letzte Reserve festlegt, dass ihre Kapazität Mn gleich dem durchschnittlichen Volumen eines Bursts und dass ihr Regenerierungstakt rn gleich dem durchschnittlichen Durchsatz der Quelle ist, d. h. rn = νp, wobei ν die Aktivitätsrate der Quelle ist: für jedes i = 1, ..., n,
- und
- Wenn es eine intrinsische Burst-Toleranz gibt, die M&sub1; Wert ist, kann, nach wie vor nur als Orientierung, folgende Gleichung angewandt werden:
- r&sub1; = h,
- wobei h die Lösung der Gleichung
- ist, und für jedes i = 2, ..., n,
- und
- Im ersteren Fall, d. h., ohne zwingende intrinsische Burst-Toleranz, erhält man für eine Quelle mit Spitzendurchsatz p = 10 Mbit/s, einer Aktivitätsrate ν = 4% und einem durchschnittlichen Burst-Volumen Mn = 100 kbit, bei γ = 1,4:
- r&sub1; = 7,6 Mbit/s M&sub1;= 5 kbit
- r&sub2; = 5,2 Mbit/s M&sub2; = 11,1 kbit
- r&sub3; = 2,8 Mbit/s M&sub3; = 22,3 kbit
- r&sub4; = 0,4 Mbit/s M&sub4; = 100 kbit
- Unter den gleichen Bedingungen, jedoch mit einer anderen Aktivitätsrate ν = 15% erhält man:
- r&sub1; = 7,9 Mbit/s M&sub1; = 11,6 kbit
- r&sub2; = 5,7 Mbit/s M&sub2; = 25 kbit
- r&sub3; = 3,6 Mbit/s M&sub3; = 46 kbit
- r&sub4; = 1,5 Mbit/s M&sub4; = 100 kbit
- Diese spezifische Wahl der Werte der Kapazitäten der Reserven und ihrer Regenerierungstakte erlaubt eine effektive Messung des Verhaltens einer mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kontrollierten Quelle. Für das vorgenannte Beispiel, bei dem die Quelle einen Fraktalverkehr mit einem Parameter γ aufweist, reicht es aus, zu vorbestimmten Zeitpunkten die durch Beobachtung erhaltene zeitliche Serie aus den tatsächlichen Zellendurchsätzen zu bilden (Durchsatz ri , wenn die i-te Reserve aufgebraucht ist, jedoch nicht die i + 1te), um statistisch zu kontrollieren, ob diese Serie gleichmäßig zwischen allen möglichen Werten der Durchsätze ungleich null verteilt ist, was bedeutet, dass die Quelle ein Fraktalverhalten mit dem Parameter γ besitzt. Wenn das Resultat der Messungen keine gleichmäßige Verteilung ergibt, müssen diese mit einem anderen Wert des Parameters γ wiederholt werden, bis die gleichmäßige Verteilung erreicht ist.
- Diese Kontrollschritte zum Verhalten der Quelle sind in allgemeinerer Form auf ein beliebiges Verhalten anwendbar, das durch ein Modell definiert wird, das durch mindestens einen Parameter gekennzeichnet ist.
- Man beginnt mit der Definition dieses Modells. Anschließend misst man zu vorbestimmten Zeitpunkten die Zellenübertragungsrate.
- Daraufhin stellt man fest, ob sich die zeitliche Serie der gemessenen Übertragungsraten dem definierten Modell entsprechend verhält. Ist dies nicht der Fall, ändert man den Parameter, der das Modell kennzeichnet, wiederholt die Messungen und prüft noch einmal, ob die Messungen dem Modell entsprechen, so lange, bis sie ihm entsprechen.
- Die vorliegende Erfindung ist auf vielfältige Verkehrsformen anwendbar und findet Anwendung auf zahlreiche Arten von Mehrfachdienst-Breitband-Netzen (insbesondere Breitband-ISDN), der Zusammenschaltung lokaler Netze und insbesondere auf die so genannten ATM-Netze und die sogenannten Rahmenweiterleitungsnetze.
Claims (9)
1. Verfahren zur Zugangsgewährung von zellenförmigen
Datenmitteilungen, welche aus mehreren Quellen stammen,
in ein digitales Kommunikationsnetz, wobei für jede
Quelle mit einer bestimmten Maximalrate p:
Speichern der aus der Quelle stammenden Zellen in einem
Pufferspeicher, dessen Zugriff als Warteschlange
organisiert ist,
Zuweisen einer vorbestimmten Zahl n (wobei n eine ganze
Zahl größer als 1 ist) von Reserven (R&sub1;, ..., Ri, ..., Rn)
von Krediteinheiten an die Quelle, mit vorbestimmten
Krediteinheitkapazitäten (M&sub1;, ..., Mi, ..., Mn), und deren
Regenerieren mit vorbestimmten abnehmenden Takten
(r&sub1;, ..., ri, ..., rn), wobei
d. h.
für jedes ganzzahlige i zwischen 1 und n - 1, wobei M&sub0; = 0
und R&sub0; = p;
wobei jede Krediteinheit eine Dauer darstellt, welche
ein Bruchteil jener einer Zelle ist,
Aussenden einer ersten gespeicherten Zelle sobald jede
der Reserven eine Zahl von Krediteinheiten enthält, die
mindestens gleich der Länge der Zelle ist, mit der dem
Passband des Netzes entsprechenden Rate, und
gleichzeitig Dekrementieren aller Reserven um die Zahl
von Krediteinheiten entsprechend der Länge der Zelle,
wenn die erste Reserve R&sub1; aufgebraucht ist, automatisch
Weiterverfolgen der Aussendung von gespeicherten Zellen
mit dem Regenerierungstakt r&sub1; der ersten Reserve bis die
zweite Reserve aufgebraucht ist, und
für jedes ganzzahlige i zwischen 1 und n - 1, wenn die i-
te Reserve Ri aufgebraucht ist, automatisch
Weiterverfolgen der Aussendung von gespeicherten Zellen
mit dem Regenerationstakt ri der i-ten Reserve Ri, bis
die (i + 1)-te Reserve Ri+1 aufgebraucht ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine endliche Zahl von
parallel behandelten Krediteinheitreserven vorgesehen
ist, deren Regenerationstakte arithmetisch abnehmen und
deren Krediteinheitkapazitäten geometrisch zunehmen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine endliche Zahl von
parallel behandelten Krediteinheitreserven vorgesehen
ist, deren Regenerationstakte geometrisch abnehmen und
deren Krediteinheitkapazitäten arithmetisch zunehmen.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei vier
Krediteinheitreserven vorgesehen sind, deren
Regenerationstakte r&sub1; bis r&sub4; einer abnehmenden
arithmetischen Folge mit erstem Term h und Verhältnis
gehorchen, mit d < h, wobei h und d vorbestimmte
Konstanten sind, d. h.
r&sub1; = h
r&sub4; = d
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mitteilungen Zellen fester Größe sind, und das Netz
ein ATM-Netz ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mitteilungen Pakete von variabler Größe sind, und
das Netz ein Rahmenweiterleitungsnetz ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6
gekennzeichnet durch, darüber hinaus um das Verhalten
einer Quelle zu kontrollieren, aus welcher die
Datenmitteilungen stammen,
(a) Definieren eines theoretischen Verhaltens der
Quelle durch mindestens einen ein Modell bildenden
Parameter,
(b) Messen der Aussenderate der Zellen zu vorbestimmten
Zeitpunkten,
(c) Verifizieren ob die zeitliche Serie der gemessenen
Aussenderaten mit dem theoretischen Verhalten
übereinstimmt, und wenn dies nicht der Fall ist,
(d) Wiederholen der Schritte (a) bis (c) unter
Modifizierung des Parameters.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das theoretische Verhalten der Quelle ein
Fraktalverhalten ist.
9. Vorrichtung zur Zugangsgewährung von zellenförmigen
Datenmitteilungen, welche aus mehreren Quellen stammen,
in ein digitales Telekommunikationsnetz, umfassend für
jede Quelle mit einer bestimmten Maximalrate p:
einen als Warteschlange organisierten
Netzzugriffspufferspeicher, dessen Eingang mit der
Quelle verbunden ist,
eine vorbestimmte Zahl (wobei n eine ganze Zahl zwischen
2 und 6 ist) von Krediteinheitreserven (R&sub1;, ..., Ri, ...,
Rn) mit vorbestimmten Krediteinheitkapazitäten (M&sub1;, ...
Mi, ..., Mn),
Mittel zur Regenerierung der Reserven mit vorbestimmten
abnehmenden Takten (r&sub1;, ..., ri, ..., rn), wobei
d. h.
für jedes ganzzahlige i zwischen 1 und n - 1, mit M&sub0; = 0
und R&sub0; = p,
Mittel, ansprechbar auf das Vorhandensein mindestens
einer Zelle im Zugriffspufferspeicher, zur Bestimmung ob
jede der Reserven eine Zahl von Krediteinheiten enthält,
welche mindestens gleich der Länge der Zelle ist, zum
Autorisieren des Zugangs einer ersten gespeicherten
Zelle zum Netz mit der durch das Netz gesteuerten Rate,
mit einer Dekrementierung aller Reserven um eine Zahl
von Krediteinheiten, die der Länge der Zelle entspricht,
und dann automatisch der folgenden gespeicherten Zellen,
mit dem Regenerationstakt ri der i-ten Reserve Ri
entsprechenden Räte, wenn die i-te Reserve Ri
aufgebraucht ist, und bis die (i + 1)-te Reserve Ri+1
aufgebraucht ist für jedes ganzzahlige i zwischen 1 und
n - 1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9507144A FR2735640B1 (fr) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | Procede et dispositif d'admission de donnees a un reseau numerique de telecommunications, a regulation d'acces |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69625280D1 DE69625280D1 (de) | 2003-01-23 |
DE69625280T2 true DE69625280T2 (de) | 2003-11-13 |
Family
ID=9480028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69625280T Expired - Lifetime DE69625280T2 (de) | 1995-06-15 | 1996-06-12 | Methode und Apparat zum Kontrollieren des Zugangs zu einem digitalen Kommunikationsnetzwerk |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5815491A (de) |
EP (1) | EP0749226B1 (de) |
CA (1) | CA2178775C (de) |
DE (1) | DE69625280T2 (de) |
FR (1) | FR2735640B1 (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5961606A (en) * | 1997-06-30 | 1999-10-05 | Sun Microsystems, Inc. | System and method for remote buffer allocation in exported memory segments and message passing between network nodes |
US6502139B1 (en) * | 1999-06-01 | 2002-12-31 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | System for optimizing video on demand transmission by partitioning video program into multiple segments, decreasing transmission rate for successive segments and repeatedly, simultaneously transmission |
JP3647677B2 (ja) * | 1999-07-26 | 2005-05-18 | 富士通株式会社 | ネットワークのシミュレーションモデル生成装置、その方法、及びその方法を実現するプログラムを記録した記録媒体 |
US7602721B1 (en) * | 2003-12-22 | 2009-10-13 | Extreme Networks, Inc. | Methods and systems for fine grain bandwidth allocation in a switched network element |
US8918114B2 (en) * | 2005-10-26 | 2014-12-23 | Qualcomm Incorporated | Using resource utilization messages in a multi-carrier MAC to achieve fairness |
US8081592B2 (en) * | 2005-10-26 | 2011-12-20 | Qualcomm Incorporated | Flexible medium access control (MAC) for ad hoc deployed wireless networks |
EP1955501A1 (de) * | 2005-10-26 | 2008-08-13 | QUALCOMM Incorporated | Mindestratengarantien auf drahtlosem kanal mit nachrichten zur ressourcenverwendung |
US8942161B2 (en) * | 2005-10-26 | 2015-01-27 | Qualcomm Incorporated | Weighted fair sharing of a wireless channel using resource utilization masks |
US9204428B2 (en) * | 2005-10-26 | 2015-12-01 | Qualcomm Incorporated | Interference management using resource utilization masks sent at constant PSD |
US7668186B1 (en) * | 2006-03-07 | 2010-02-23 | Xilinx, Inc. | Token ecosystem for buffer management |
US20090175324A1 (en) * | 2008-01-04 | 2009-07-09 | Qualcomm Incorporated | Dynamic interference control in a wireless communication network |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5425051A (en) * | 1992-11-09 | 1995-06-13 | Norand Corporation | Radio frequency communication network having adaptive parameters |
NL8900269A (nl) * | 1989-02-03 | 1990-09-03 | Nederland Ptt | Methode voor het via een meervoud van asynchroon tijdverdeelde transmissiekanalen overdragen van een stroom van datacellen, waarbij per transmissiekanaal een tellerstand wordt bijgehouden, die afhankelijk is van het aantal datacellen per tijd. |
NL8902226A (nl) * | 1989-09-05 | 1991-04-02 | Nederland Ptt | Methode voor het door middel van een bewakingsinrichting bewaken van een achterliggend transmissiemedium met een meervoud van virtuele, asynchroon tijdverdeelde transmissiekanalen. |
US5179556A (en) * | 1991-08-02 | 1993-01-12 | Washington University | Bandwidth management and congestion control scheme for multicast ATM networks |
GB2288096B (en) * | 1994-03-23 | 1999-04-28 | Roke Manor Research | Apparatus and method of processing bandwidth requirements in an ATM switch |
-
1995
- 1995-06-15 FR FR9507144A patent/FR2735640B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-10 US US08/661,107 patent/US5815491A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-10 CA CA002178775A patent/CA2178775C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-12 EP EP96401274A patent/EP0749226B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-12 DE DE69625280T patent/DE69625280T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2178775C (fr) | 2008-03-25 |
CA2178775A1 (fr) | 1996-12-16 |
US5815491A (en) | 1998-09-29 |
EP0749226B1 (de) | 2002-12-11 |
FR2735640A1 (fr) | 1996-12-20 |
EP0749226A1 (de) | 1996-12-18 |
FR2735640B1 (fr) | 1997-08-14 |
DE69625280D1 (de) | 2003-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69725791T2 (de) | Lastausgleichsgerät und -verfahren | |
DE69033695T2 (de) | Anrufverwaltungssystem in einer ATM-Vermittlungsanlage | |
DE69432206T2 (de) | Dynamische Bandbreitenabschätzung und Adaption für Datenpaketnachrichtennetze | |
DE69525616T2 (de) | Leaky-bucket-vorrichtung zweiter ordnung und verfahren zum verkehrsmanagement in zellenrelais-netzwerken | |
DE69626946T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung für eine auf Übertragungsgeschwindigkeit basierender Ablaufplanung unter Verwendung eines relativen Fehler-Ansatzes | |
DE60313037T2 (de) | Flusssteuerung in Netzwerkeinheiten | |
DE69526839T2 (de) | Verkehrsverwaltung und Überlastregelung in einem paketbasierten Netz | |
DE60027639T2 (de) | Buffersystem mit Überlastregelung mit verbindungsweiser Verkehrsverwaltung | |
EP0419959B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Überprüfen der Einhaltung festgelegter Übertragungsbitraten bei der Übertragung von Nachrichtenzellen | |
DE69625280T2 (de) | Methode und Apparat zum Kontrollieren des Zugangs zu einem digitalen Kommunikationsnetzwerk | |
EP0419958A2 (de) | Schaltungsanordnung zum Ermitteln der einer ATM-Vermittlungsanlage im Zuge von virtuellen Verbindungen jeweils zugeführten Nachrichtensignalmenge und zur Àberprüfung der Einhaltung festgelegter Bitraten | |
DE69629890T2 (de) | ATM-Vermittlungssystem und Prioritätensteuerungsverfahren | |
DE69902980T2 (de) | Verfahren zur Zuweisung von orthogonalen Kodes in einem CDMA-Mobilfunksystem, das Kodes variabler Länge verwendet | |
DE10306293B4 (de) | Verfahren zur Übertragungsbandbreitenzuteilung in einer paketorientierten Kommunikationseinrichtung | |
DE69322583T2 (de) | Verfahren zur Umwandlung einer Abfragefrequenztabelle in eine Abfragesequenztabelle | |
EP0566961A2 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen der Einhaltung vorgegebener Übertragungsbitraten in einer ATM- Vermittlungseinrichtung | |
DE69014432T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur quantisierten Flussberechnung virtueller Verbindungen über einen asynchronen Zeitmultiplexübertragungsweg. | |
DE69509499T2 (de) | Verfahren und einrichtung zur übertragung zwischen knoten in einem kommunikationsnetzwerk | |
EP0705049A2 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Planung der Übertragung von ATM-Zellen | |
DE69331187T2 (de) | Verkehrsgeneratoreinrichtung | |
DE69838103T2 (de) | Verfahren zur Pufferverwaltung | |
DE602004007685T2 (de) | Verfahren und server zur steuerung von datenflüssen in einem telekommunikationsnetz | |
EP0711055B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung charakteristischer Grössen eines Stroms von Datenpaketen fester Länge in einem digitalen Übertragungssystem | |
DE60110619T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verkehrsprädiktion mit einem neuronalen netzwerk | |
DE69617512T2 (de) | ATM Überwachungsanlage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FRANCE TELECOM, S.A., PARIS, FR |