DE69632240T2

DE69632240T2 - Verfahren und Anlage zur Kontrolle von Übertragungsgeschwindigkeiten von Quellen in ATM-Netzwerken

Info

Publication number: DE69632240T2
Application number: DE69632240T
Authority: DE
Inventors: Fabio Massimo Trinton Falls Chiussi; Vijay Pochampalli Freehold Kumar; Christos Santa Cruz Tryfonas; Muddu Los Angeles Sudhakar
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: EP0782302B1; JPH09181744A; JP3296733B2; US5701292A; DE69632240D1; EP0782302A3; EP0782302A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Datentransferraten von Datenquellen, um unter Verwendung der Höchst- und Mindestdatentransferraten von Datenquellen in auf dem asynchronen Transfermodus basierenden Netzwerken verfügbaren Bitratendienst in solchen Netzwerken bereitzustellen.
2. Allgemeiner Stand der Technik
Netzwerke im asynchronen Transfermodus („ATM") können große Mengen an Informationen oder Daten abwickeln. Solche Netzwerke umfassen in der Regel viele Datenquellen, die alle riesige Mengen an Daten übertragen können. Diese Daten werden unter Verwendung einer oder mehrerer Kommunikationsvermittlungen („Vermittlung" oder „Vermittlungen"), z. B. einer zentralen Vermittlungsstelle, zu verschiedenen abgesetzten Zielen geroutet. Diese Art von Vermittlung enthält eingebaute Steuermechanismen zur Überwachung und Steuerung der Menge an von vielen Datenquellen zu jedem Ziel transferierten Daten. Benutzer eines solchen ATM-Netzwerks erfordern in der Regel, daß eine bestimmte „Dienstqualität" (d. h. Datentransferrate, Zellenverluste, Verzögerung usw.) garantiert wird, um sicherzustellen, daß ihre Daten effektiv und wirtschaftlich übertragen werden. ATM-Netzwerke bieten in der Regel verschiedene Dienste an (z. B. konstante Bitrate (CBR), variable Bitrate (VBR), verfügbare Bitrate (ABR). Der ABR-Dienst garantiert nur solchen Verbindungen zu dem Netzwerk eine bestimmte Verlustrate, deren Quellen ihre Datentransferrate gemäß aus dem Netzwerk empfangenen Rückmeldeinformationen einstellen. Um einen ABR-Dienst in einem solchen ATM-Netzwerk bereitzustellen, ist es kritisch, daß die Menge an von den vielen Datenquellen transferierten Daten durch die Vermittlung überwacht und gesteuert wird, um zu verhindern, daß das Netzwerk überlastet wird, was dazu führen könnte, daß Daten zwischen einer Ursprungsdatenquelle und ihrem Endziel verloren gehen. Es wurden viele Verfahren zur Steuerung der Datentransferrate von Datenquellen in einem auf ATM basierenden Netzwerk konzipiert. Ein solches Verfahren verwendet eine erweiterte Proportional-Steuerrate (EPRC – Enhanced Proportional Control Rate). Ein solches Verfahren verhindert Überlastungen, während der „Stau" oder Verkehr von Daten zwischen Datenquellen und Vermittlungen überwacht wird. Bei dem EPRC-Verfahren werden Datentransferrateninformationen, die einen Stau oder potentiellen Stau des Netzwerks anzeigen, zwischen Datenquellen und Vermittlungen eines auf ATM basierenden Netzwerks übertragen. Bei dem EPRC-Verfahren berechnet die Vermittlung eine mittlere Verbindungsrate, die den Mittelwert aller Datentransferraten aller Datenquellen, die von dem Netzwerk getrennt sind, darstellt. Nachdem die Vermittlung diese mittlere Transferrate berechnet hat, weist sie spezifische Datenquellen an, ihre Datentransferraten zu erhöhen oder zu erniedrigen, um zu verhindern, daß es zu einem Überlasten und Herunterfahren des Netzwerkes kommt.
Ein solches EPRC-Verfahren verhindert zwar Netzwerküberlastung, erfordert aber, daß jede Vermittlung kostspielige und komplexe Elektronik zur Berechnung der mittleren Verbindungsrate enthält. Außerdem können Ungenauigkeiten bei der Berechnung der mittleren Verbindungsrate zu Netzwerkineffizienzen führen. Das EPRC-Verfahren erfordert außerdem, daß jede Datenquelle über der mittleren Verbindungsrate ihre Datentransferrate herabsetzt, gleichgültig, wie weit über der mittleren Verbindungsrate eine einzelne Datenquelle möglicherweise arbeitet.
Also werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Datentransferraten von Datenquellen zur Bereitstellung von ABR-Dienst in einem Netzwerk auf ATM-Basis benötigt, die die Begrenzungen bestehender EPRC-Systeme und -Verfahren überwinden.
Aus „Intelligent Congestion Control For ABR Service In ATM Networks" von Kai-Yeung Siu et at., Computer Communications Review, Band 24, Nr. 5, 1. Oktober 1994, Seiten 81–106, ist eine Modifikation existierender Proportional-Ratensteueralgorithmen (PRCA) bekannt, die das diesen Algorithmen zugeordnete „beat down"-Problem ohne Warteschlangen oder Buchhaltung für jede virtuelle Verbindung (VC) löst. Insbesondere zeigen Kai-Yeung Siu et at. ein Schema, bei dem jede überlastete Vermittlung für jede virtuelle Verbindung mit einer geringen Anzahl von Berechnungen und ohne Notwendigkeit von Warteschlangen oder Buchhaltung pro VC eine optimale Zellenrate schätzt.
Kurze Darstellung der Erfindung
Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt. Bevorzugte Formen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Steuerung der Datentransferrate von Datenquellen in einem Netzwerk auf ATM-Basis, mit den folgenden Schritten:
Überwachen mindestens eines ersten Stauanzeigers oder einer Warteschlangenlänge in einer Kommunikationsvermittlung, die Teil des Netzwerks ist;
Senden von elektronischem Code oder einer Zelle für Betriebsmittelmanagement („RM") von mindestens der Vermittlung, der bzw. die Datentransferrateninformationen umfaßt, zu einer ersten Gruppe von Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich einer Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit einer ersten Variablen, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, die ansonsten als QT-Schwelle bekannt ist; Senden von elektronischem Code oder einer RM-Zelle von mindestens einer Vermittlung, der bzw. die Datentransferrateninformationen umfaßt, zu einer zweiten Gruppe von Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die kleiner als die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit der ersten Variablen, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der ersten Schwelle ist; Senden von elektronischem Code oder einer RM-Zelle von mindestens der Vermittlung, der bzw. die Datentransferrateninformationeninformationen umfaßt, zu allen Datenquellen in dem Netzwerk, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, die als DQT-Schwelle bekannt ist;
und Senden von elektronischem Code oder einer RM-Zelle von mindestens der Vermittlung, der bzw. die Datentransferrateninformationen umfaßt, zu allen Datenquellen in dem Netzwerk, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist, wobei die zu den ersten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der ersten Datenquellen zur Reduktion ihrer Datentransferrate verwendet werden, zu den zweiten Datenquellen gesendete Datentransferrateninformationen von jeder der zweiten Datenquellen, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer zweiten Variablen, ist, zur Erhöhung ihrer Datentransferrate verwendet werden, die zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen zur Reduktion ihrer Datentransferraten verwendet werden, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der zweiten Schwelle ist, die zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen zur Vergrößerung der Datentransferrate jeder Datenquelle, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, verwendet werden, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Steuerung der Datentransferraten von Datenquellen in einem Netzwerk auf ATM-Basis mit mindestens einem Warteschlangenlängenregister, das mindestens einen ersten Stauanzeiger erzeugt; einem ersten Datentransferratenregister, das Vermittlungs-Höchst- und Vermittlungs-Mindestdatentransferraten anzeigt; einem zweiten Datentransferratenregister, das Datentransferrateninformationen anzeigt; einem Datenquellenidentifizierungsregister, das mindestens eine Datenquelle mit einer Datentransferrate gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate anzeigt; einem Sender zum Senden von elektronischem Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu Datenquellen; und einer Steuerung zur Überwachung des mindestens einen ersten Stauanzeigers, der Vermittlungs-Höchst- und -Mindestdatentransferraten und der Datenquellenkennung, zum Aktualisieren der Vermittlungs-Höchst- und -Mindestdatentransferraten und der Datenquellenkennung und zur Steuerung des Senders, um elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu ersten Datenquellen zu senden, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit einer ersten Variablen, ist, sowie zu zweiten Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die kleiner als die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit der ersten Variablen, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, zu allen Datenquellen, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, und zu allen Datenquellen, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist, wobei die zu den ersten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der ersten Datenquellen zur Reduktion ihrer Datentransferrate verwendet werden, die zu den zweiten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der zweiten Datenquellen, deren Datentransferrate kleiner als eine Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer zweiten Variablen, ist, zum Erhöhen ihrer Datentransferrate verwendet werden, zu allen Datenquellen gesendete Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen zur Reduktion ihrer Datentransferraten verwendet werden, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der zweiten Schwelle ist, und zu allen Datenquellen gesendete Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen zur Vergrößerung der Datentransferrate jeder Datenquelle, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, verwendet werden, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird in bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Anzahl von Datenquellen, die mit einer Vermittlung in einem Netzwerk auf ATM-Basis verbunden sind;
2 eine verallgemeinerte RM-Zelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen Datenquellen und Vermittlungen eines Netzwerks auf ATM-Basis übertragen wird; und
3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Datentransferraten von Datenquellen in einem Netzwerk auf ATM-Basis.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf 1 ist ein verallgemeinertes Netzwerk auf ATM-Basis gezeigt. In diesem Netzwerk sind mehrere Datenquellen 1, 2 ... n mit einer Vermittlung 1 verbunden. Die Vermittlung 1 kann ihrerseits mit Vermittlungen 2 ... m verbunden sein. Letztendlich werden die Daten von den Datenquellen 1, 2 ... n zu einem Ziel „DES" transferiert. Jede Vermittlung (von 1 bis m) in dem Netzwerk kann zur Steuerung der Datentransferraten der Datenquellen 1, 2 ... n, die mit der Vermittlung 1 verbunden sind, verwendet werden, um eine Überlastung des Netzwerks zu verhindern.
Um eine Überlastung zu verhindern, muß Vermittlung 1 (oder genauso gut jede beliebige Vermittlung 1 ... m) die Datentransferraten der Datenquellen 1, 2 ... n einstellen. Zu diesem Zweck sendet jede Datenquelle 1, 2 ... n periodisch einen elektronischen Code oder eine RM-Zelle zu der Vermittlung 1. Danach gibt die Vermittlung 1 an jede Datenquelle einen elektronischen Code oder eine RM-Zelle zurück. Die RM-Zelle enthält u. a. Informationen bezüglich der Datentransferrate jeder Datenquelle. Eine solche RM-Zelle kann die durch Industriestandards spezifizierte sein, wie z. B. die von dem ATM-Forum vorgeschlagenen. Wenn eine RM-Zelle von einer Datenquelle 1, 2 ... n zu der Vermittlung 1 gesendet wird, enthält die RM-Zelle Datentransferrateninformationen bezüglich der Daten transfer- oder Bitrate der Datenquelle. Wenn eine RM-Zelle durch die Vermittlung 1 zu einer Datenquelle 1, 2 ... n gesendet wird, enthält die RM-Zelle Datentransferrateninformationen, die die Datenquelle anweisen, ihre Datentransferrate um einen spezifischen Betrag entweder zu vergrößern oder zu verkleinern oder die Datenquelle anweisen, mit einer spezifischen Datentransferrate zu arbeiten.
Obwohl bei der obigen Beschreibung nur eine Vermittlung (Vermittlung 1) verwendet wird, versteht sich, daß eine beliebige Anzahl von Vermittlungen beteiligt sein kann. Wenn z. B. mehrere Vermittlungen beteiligt sind, kann eine durch eine Datenquelle gesendete RM-Zelle jede der Vermittlungen durchlaufen, bis sie ein Ziel (oder eine Zwischenvermittlung) erreicht. Die RM-Zelle kehrt dann zu ihrer Ursprungsdatenquelle zurück. Während des Weges von der Datenquelle zu dem Ziel und zurück zu der Datenquelle kann jede Vermittlung entlang dem Weg Datentransferrateninformationen in der RM-Zelle plazieren. Dadurch kann jede Vermittlung in dem Netzwerk die Datentransferrate aller Quellen, die RM-Zellen durch eine solche Vermittlung senden, steuern, auch wenn die Datenquellen physisch mit einer anderen Vermittlung verbunden sind.
Wenn im folgenden auf eine einzige Vermittlung (Vermittlung 1) Bezug genommen wird, versteht sich deshalb, daß jede beliebige Vermittlung in dem Netzwerk und nicht nur die Vermittlung, die physisch mit den Datenquellen verbunden ist, die Datentransferraten der Datenquellen in dem Netzwerk steuern kann.
Nunmehr mit Bezug auf 2 ist eine verallgemeinerte RM-Zelle gezeigt. Wenn die Vermittlung 1 eine RM-Zelle zu einer Datenquelle 1, 2 ... n sendet, kann die RM-Zelle ein Stauanzeigebit (CI), ein bit für „keine Zunahme" (NI) und ein Feld oder Bit für die aktuelle Zellenrate (CCR) umfassen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung setzt, wenn die Vermittlung 1 einen „Stau-Zustand" erkannt hat, die Vermittlung das CI-Bit auf eine binäre „1" oder „0". Durch Setzen des CI-Bit und anschließendes Senden der RM-Zelle zu einer Datenquelle 1, 2 ... n weist die Vermittlung 1 die Datenquelle an, ihre Datentransferrate zu verringern. Ähnlich kann die Vermittlung 1 das NI-Bit setzen. Durch Setzen des NI-Bit kann die Vermittlung 1 eine Datenquelle anweisen, ihre Datentransferrate zu erhöhen oder ihre derzeitige Datentransferrate aufrechtzuerhalten.
Das CCR-Feld wird in der Regel von einer Datenquelle 1, 2 ... n zur Übermittlung ihrer Datentransferrate zu der Vermittlung 1 verwendet. Außerdem kann die Vermittlung 1 ein „Feld für die explizite Rate" („ER") verwenden, um die Datentransferraten der Datenquellen 1, 2 ... n zu setzen.
Jede Datenquelle 1, 2 ... n von 1 sendet außerdem eine Kennung oder Adresse zu der Vermittlung 1, die sie von jeder anderen Datenquelle in dem Netzwerk identifiziert.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung oder Vermittlung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, umfaßt die Vermittlung 1 mindestens ein Warteschlangenlängenregister 2 (QR), das mindestens einen ersten Stauanzeiger bzw. eine erste Warteschlangenlänge erzeugt, ein erstes Datentransferratenregister 3 (DTR A), das sowohl die Vermittlungs-Höchst- als auch -Mindestdatentransferrate anzeigt, ein zweites Datentransferratenregister 4 (DTR B), das Datentransferrateninformationen anzeigt, und ein Datenquellenidentifizierungsregister 5 (DSiR), das mindestens eine Datenquelle anzeigt und identifiziert, die eine Datentransferrate gleich der Vermittlungs- Höchstdatentransferrate aufweist. Wie in 3 angegeben, kann jedes der Register eine Anzahl von Registern 1, 2 ... n umfassen. Die Vermittlung 1 umfaßt außerdem einen Sender 8 zum Senden von elektronischem Code oder RM-Zellen zu Datenquellen oder anderen Vermittlungen. Der elektronische Code umfaßt Datentransferrateninformationen, z. B. CI-, NI-, CCR-Bit usw. ...
Die Vermittlung 1 enthält außerdem Speicher 9 zum Speichern von Referenzinformationen, wie z. B. Schwellen, Variablen oder spezifischen Datentransferraten.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Funktionsweise der in 3 abgebildeten Vermittlung 1 wird nun erläutert. Eine Steuerung 6 überwacht den mindestens einen durch das Warteschlangenlängenregister 2 gehaltenen ersten Stauanzeiger. Wenn der erste Stauanzeiger größer oder gleich einer (als „QT" bekannten) ersten Schwelle ist, steuert und instruiert die Steuerung 6 den Sender 8, elektronischen Code oder eine RM-Zelle zu einer ersten Gruppe von Datenquellen zu senden, die eine Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit einer ersten Variablen, aufweisen. Weiterhin instruiert oder steuert die Steuerung 6 den Sender 8, elektronischen Code zu einer zweiten Gruppe von Datenquellen zu senden, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die kleiner als die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit der ersten Variablen, ist. Nach dem Empfang der Datentransferrateninformationen aus der Vermittlung 1 werden die ersten Datenquellen angewiesen, ihre Datentransferrate zu reduzieren, und jede der zweiten Datenquellen werden angewiesen, ihre Datentransferrate zu erhöhen, aber mit der Maßgabe, daß keine der zweiten Datenquellen ihre Rate erhöhen kann, außer wenn ihre Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs- Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer zweiten Variablen, ist.
Für Fachleute ist erkennbar, daß die erste Variable ein Druckvergrößerungsfaktor, ein Bruchteil oder 1 sein kann. Auf diese Weise kann die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate gemäß spezifischen Netzwerkentwurfparametern auf verschiedene Werte eingestellt werden. Ähnlich kann die erste Variable von einem bestimmten Warteschlangenlängenwert oder von einem zweiten Stauanzeiger oder zweiten Stauanzeigern abhängen. Ähnlich kann die zweite Variable gleich einem Bruchteil oder gleich 1 sein, kann von einem Warteschlangenlängenwert abhängen oder von einem dritten Stauanzeiger bzw. dritten Stauanzeigern.
Wieder mit Bezug auf die Funktionsweise der Vermittlung 1 überwacht die Steuerung 6 weiter den ersten Stauanzeiger in dem Warteschlangenlängenregister 2. Wenn dieser erste Stauanzeiger größer oder gleich einer zweiten Schwelle (oder DQT-Schwelle) ist, weist die Steuerung 6 den Sender an, Datentransferrateninformationen oder eine RM-Zelle zu jeder der Datenquellen in dem Netzwerk zu senden. Nach dem Empfang der RM-Zelle werden alle Datenquellen angewiesen, ihre Datentransferraten zu reduzieren.
Wenn im Falle die Steuerung 6 durch Überwachen des ersten Stauanzeigers bestimmt, daß der erste Stauanzeiger die erste Schwelle noch nicht erreicht oder überschritten hat, instruiert oder steuert die Steuerung 6 den Sender 8, Datentransferrateninformationen zu allen Datenquellen zu senden, woraufhin jede der Datenquellen angewiesen wird, ihre Datentransferrate zu erhöhen. Keine Datenquelle, deren Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, darf jedoch ihre Datentransferrate erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn der erste Stauanzeiger die erste Schwelle QT erreicht, die Vermittlung 1 als „überlastet" betrachtet.
Der Druckerhöhungsfaktor kann als die erste Variable verwendet werden, um eine Reduktion der Datentransferrate von Quellen, deren Datentransferrate sehr nahe bei der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate liegt, zu vermeiden. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Druckerhöhungsfaktor von 9/8 verwendet werden.
Wahlweise kann die Steuerung 6 den Sender 8 anweisen, zu allen Datenquellen in dem Netzwerk eine RM-Zelle zu senden, wenn die in dem Register 3 gespeicherte Vermittlungs-Höchstdatentransferrate der ebenfalls im dem Register 3 gespeicherten Vermittlungs-Mindestdatentransferrate nahe ist, solange der erste Stauanzeiger größer oder gleich einer dritten Schwelle ist. Nachdem alle Datenquellen eine RM-Zelle empfangen haben, wird jede der Datenquellen angewiesen, ihre Datentransferrate zu reduzieren. Die dritte Schwelle kann gleich der ersten Schwelle gesetzt werden, wobei beide in dem Speicher 9 gespeichert werden können.
Ein Empfänger 7 empfängt periodisch eine RM-Zelle oder elektronischen Code von einer Anzahl von Datenquellen. Der Empfänger 7 leitet diese Informationen dann zu der Steuerung 6 weiter, die dann die Vermittlungs-Höchst- und -Mindestdatentransferraten, die in dem Register 3 gespeichert sind, aktualisiert sowie die in dem Register 5 gespeicherte Datenquellenkennung aktualisiert. Der Empfänger 7 kann Schaltkreise zum Empfangen, Speichern, Senden von Datentransferrateninformationen zu der Steuerung 6 enthalten oder kann lediglich Empfangsschaltkreise komponieren. Die in dem Register 5 gespeicherte Datenquellenkennung identifiziert die Datenquelle (oder -quellen) mit der Höchstdatentransferrate. Die Vermittlungs-Höchst- und -Mindestdatentransferraten, die in dem Register 3 gespeichert sind, werden von der Steuerung 6 unter Verwendung aller Datentransferraten aller Datenquellen in dem Netzwerk berechnet.
Wahlweise können die Vermittlungs-Mindest- und -Höchstdatentransferraten und die Datenquellenkennung einige Zeit, nachdem die Vermittlung keine RM-Zelle von mindestens einer Datenquelle oder einer Gruppe von Datenquellen mehr empfängt, aktualisiert werden, oder die Vermittlungs-Mindest- und -Höchstdatentransferraten und die Datenquellenkennung können ungeachtet einer von mindestens einer Datenquelle oder -quellen empfangenen RM-Zelle aktualisiert werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert eine erweiterte Stauanzeige und Steuerung von Datenquellen in einem Netzwerk auf ATM-Basis. Die Steuerung 6 kann den Sender so steuern, daß er eine RM-Zelle zu einer dritten Gruppe von Datenquellen sendet, die jeweils eine Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer dritten Variablen, aufweisen, wenn der erste Stauanzeiger in einem festen Zeitraum um einen festen Betrag zunimmt. Obwohl der Stauanzeiger noch nicht die erste oder QT-Schwelle erreicht oder überschritten hat, kann auf diese Weise die Steuerung 6 den Sender 8 anweisen, eine RM-Zelle zu den dritten Datenquellen zu senden, um ihre Datentransferraten zu reduzieren. Auf diese Weise kann die Vermittlung 1 einen potentiellen Stauzustand erkennen. Der feste Betrag kann als ein RQL bezeichnet werden. Der Wert von RQL kann außerdem zusammen mit der dem festen Zeitraum entsprechenden Zeit in dem Speicher 9 gespeichert werden. Es können (in 3 nicht gezeigte) geeignete Schaltkreise bereitstellt werden, um die einem solchen „festen Zeitraum" entsprechende Zeit zu überwachen.
Wie bei der ersten und der zweiten Variablen kann die dritte Variable gleich einem Druckabwärtsfaktor, einem Bruchteil der Zahl 1, oder gleich der Zahl 1 sein oder kann von dem Wert einer Warteschlangenlänge oder von einem vierten Stauanzeiger abhängen.
Wahlweise kann der in dem Register 2 gespeicherte Stauanzeiger mehr als einen Stauanzeiger umfassen.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls bei der Erkennung des potentiellen Staus nützlich. Bei dieser Ausführungsform weist die Steuerung 6 den Sender 8 an, eine RM-Zelle zu einer vierten Gruppe von Datenquellen zu senden, die jeweils eine Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer vierten Variablen, aufweisen. Der Sender wird hierzu erst dann angewiesen, wenn die Steuerung 6 bestimmt hat, daß eine gesamte ankommende Datentransferrate mindestens einer Strecke 16 eine gesamte abgehende Datentransferratenkapazität der Strecken 16 oder 17 übersteigt. Wenn die Steuerung 6 einen solchen Zustand erkennt, wird die zu den vierten Datenquellen gesendete RM-Zelle von jeder der vierten Datenquellen dazu verwendet, ihre Datentransferrate zu reduzieren.
Die Steuerung 6 übermittelt ihre Anweisungen über einen Daten-/Steuerbus 10 zu dem Sender B. Ähnlich ruft die Steuerung 6 unter Verwendung von Daten-/Steuerbussen 12, 13, 14, 15 und 18 in Registern 2, 3, 4, 5 und in dem Speicher 9 gespeicherte Daten ab. Der Empfänger 7 kann über den Daten-/Steuerbus 11 Anweisungen von der Steuerung 6 empfangen und Daten zu der Steuerung 6 senden. Die Vermittlung 1 kann über die Strecke 17 Datentransferinformationen oder andere Informationen zu anderen Vermittlungen in dem Netzwerk senden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich einige Beispiele für das neuartige Verfahren und die neuartige Vorrichtung, die bei der Erkennung eines Staus oder potentiellen Staus eines Netzwerks auf ATM-Basis verwendet werden können. Fachleuten können Modifikationen der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einfallen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, der in den angefügten Ansprüchen definiert wird, abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Steuerung von Datentransferraten von Datenquellen in einem auf dem asynchronen Transfermodus basierenden Netzwerk, wobei das Netzwerk Daten von mehreren Datenquellen transferiert und dabei Datentransferinformationen von den mehreren Datenquellen zu einer Kommunikationsvermittlung (1) sendet, die Teil des Netzwerks ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Überwachen mindestens eines ersten Stauanzeigers in der Kommunikationsvermittlung; Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu ersten Datenquellen der mehreren Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich einer Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit einer ersten Variablen, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer ersten Schwelle ist; Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu zweiten Datenquellen der mehreren Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die kleiner als die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit der ersten Variablen, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der ersten Schwelle ist; Verwenden, durch jede der ersten Datenquellen, der zu den ersten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen, um ihre Datentransferrate zu reduzieren; und Verwenden, durch jede der zweiten Datenquellen, deren Datentransferrate kleiner als eine Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer zweiten Variablen, ist, der zu den zweiten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen, um ihre Datentransferrate zu vergrößern; gekennzeichnet durch Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu allen Datenquellen, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist; Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu allen Datenquellen, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist; Verwenden, durch alle Datenquellen, der zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen, um ihre Datentransferraten zu reduzieren, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der zweiten Schwelle ist; und Verwenden, durch alle Datenquellen, der zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen, um die Datentransferrate jeder Datenquelle, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, zu vergrößern, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem folgenden Schritt: Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu allen Datenquellen, wenn die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate nahe ist und wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer dritten Schwelle ist, wobei die Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferraten zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate und mindestens eine Datenquellenkennung, die mindestens eine Datenquelle mit einer Datentransferrate gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate identifiziert, einige Zeit nachdem die Vermittlung elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, von mindestens einer Datenquelle empfangen hat, aktualisiert werden können.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem folgenden Schritt: Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu dritten Datenquellen jeweils mit einer Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, die als Funktion einer dritten Variablen korrigiert wird, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger in einem festen Zeitraum um einen festen Betrag zunimmt, wobei die zu den dritten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der dritten Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei mehr als ein erster Stauanzeiger überwacht und mit der ersten und der zweiten Schwelle verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem folgenden Schritt: Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu dritten Datenquellen jeweils mit einer Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, die als Funktion einer dritten Variablen korrigiert wird, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger eine vierte Schwelle übersteigt, wobei die zu den dritten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der dritten Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem folgenden Schritt: Senden von elektronischem Code von mindestens der Vermittlung, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu dritten Datenquellen jeweils mit einer Datentransferrate größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, die als Funktion einer dritten Variablen korrigiert wird, wenn eine gesamte ankommende Datentransferrate mindestens einer Strecke der Vermittlung eine gesamte abgehende Datentransferratenkapazität der mindestens einen Strecke der Vermittlung übersteigt, wobei die zu den dritten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der dritten Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Variable von mindestens einem zweiten Stauanzeiger abhängt und wobei die zweite Variable von mindestens einem zweiten Stauanzeiger abhängt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die dritte Variable von mindestens einem zweiten Stauanzeiger abhängt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die dritte Variable von mindestens einem zweiten Stauanzeiger abhängt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate und die mindestens eine Datenquellenkennung, einige Zeit nachdem die Vermittlung keinen elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, von der mindestens einen Datenquelle mehr empfangen konnte, aktualisiert werden können.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Aktualisieren der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate und der mindestens einen Datenquellenkennung nicht von dem elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, die von der mindestens einen Datenquelle empfangen werden, abhängt.
Vorrichtung zur Steuerung von Datentransferraten von Datenquellen in einem auf dem asynchronen Transfermodus basierenden Netzwerk, mit mindestens einem Warteschlangenlängenregister (2), das mindestens einen ersten Stauanzeiger erzeugt, gekennzeichnet durch: ein erstes Datentransferratenregister (3), das eine Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und eine Vermittlungs-Höchstdatentransferrate anzeigt; ein erstes Datentransferratenregister (4), das Datentransferrateninformationen anzeigt; ein Datenquellenidentifizierungsregister (5), das mindestens eine Datenquelle mit einer Datentransferrate gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate anzeigt; einen Sender (8) zum Senden von elektronischem Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu Datenquellen; und eine Steuerung (6) zum Überwachen des mindestens einen ersten Stauanzeigers, der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und der Datenquellenkennung, zum Aktualisieren, der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und der Datenquellenkennung und zum Steuern des Senders zum Senden von elektronischem Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu ersten Datenquellen der mehreren Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit einer ersten Variablen, ist, und zu zweiten Datenquellen der mehreren Datenquellen, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die kleiner als die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate, multipliziert mit der ersten Variablen, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, zu allen Datenquellen, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist, und zu allen Datenquellen, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist, wobei die Vorrichtung so angeordnet ist, daß sie dadurch, daß der Sender die Datentransferrateninformationen sendet, jede der ersten Datenquellen anweist, ihre Datentransferrate zu reduzieren, jede der zweiten Datenquellen, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit einer zweiten Variablen, ist, anweist, ihre Datentransferrate zu vergrößern, alle Datenquellen anweist, ihre Datentransferrate zu reduzieren, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der zweiten Schwelle ist, und alle Datenquellen anweist, die Datentransferrate jeder Datenquelle, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, zu vergrößern, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weiterhin den Sender steuert, um elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu allen Datenquellen zu senden, wenn die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate der Vermittlungs-Mindestdatentransferrate nahe ist und wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich einer dritten Schwelle ist, wobei die zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferraten zu reduzieren.
Vorrichtung nach Anspruch 13, weiterhin mit einem Empfänger (7) zum Empfangen von elektronischem Code, der Datentransferrateninformationen von mindestens einer Datenquelle umfaßt, wobei die Steuerung die Vermittlungs-Mindestdatentransferrate und die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate und die Datenquellenkennung, einige Zeit nachdem der Empfänger elektronischen Code von der mindestens einen Datenquelle empfangen hat, aktualisiert.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weiterhin den Sender steuert, um elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu dritten Datenquellen zu senden, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, die als Funktion einer dritten Variablen korrigiert wird, ist, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger in einem festen Zeitraum um einen festen Betrag zunimmt, wobei die zu den dritten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der dritten Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu reduzieren.
Vorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin mit mehr als einem Warteschlangenlängenregister, wobei jedes Register mindestens einen Stauanzeiger erzeugt, wobei mehr als ein Stauanzeiger mit der ersten und der zweiten Schwelle verglichen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weiterhin den Sender steuert, um elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu dritten Datenquellen zu senden, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, die als Funktion einer dritten Variablen korrigiert wird, ist, wenn der mindestens eine Stauanzeiger eine vierte Schwelle übersteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weiterhin den Sender steuert, um elektronischen Code, der Datentransferrateninformationen umfaßt, zu dritten Datenquellen zu senden, die jeweils eine Datentransferrate aufweisen, die größer oder gleich der Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, die als Funktion einer dritten Variablen korrigiert wird, ist, wenn eine gesamte ankommende Datentransferrate mindestens einer Streckenverbindung eine gesamte abgehende Datentransferratenkapazität der mindestens einen Streckenverbindung übersteigt, wobei die zu den dritten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der dritten Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu reduzieren.
Netzwerk, umfassend: die Vorrichtung nach Anspruch 13; und die mehreren Datenquellen, darunter die ersten Datenquellen und die zweiten Datenquellen, wobei die zu den ersten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der ersten Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu reduzieren, die zu den zweiten Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von jeder der zweiten Datenquellen, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, verwendet werden, um ihre Datentransferrate zu vergrößern, die zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen verwendet werden, um ihre Datentransferraten zu reduzieren, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger größer oder gleich der zweiten Schwelle ist, und die zu allen Datenquellen gesendeten Datentransferrateninformationen von allen Datenquellen verwendet werden, um die Datentransferrate jeder Datenquelle, deren Datentransferrate kleiner als die Vermittlungs-Höchstdatentransferrate, multipliziert mit der zweiten Variablen, ist, zu vergrößern, wenn der mindestens eine erste Stauanzeiger kleiner als die erste Schwelle ist.