DE69637139T2

DE69637139T2 - Instrument zum testen und messen von virtuellen verbindungen in einem atm netzwerk

Info

Publication number: DE69637139T2
Application number: DE69637139T
Authority: DE
Inventors: Cole S. Frederick VANDERVORT; Elias E. Germantown FAHEL
Original assignee: Telecommunications Techniques Corp
Current assignee: Telecommunications Techniques Corp
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2016-11-16
Also published as: AU1271997A; WO1997019535A1; CA2237986C; EP0861534A1; EP0861534A4; CA2237986A1; DE69637139D1; ATE365404T1; EP0861534B1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Testinstrument und Verfahren zur Verwendung zum Testen des Betriebs von Telekommunikationsnetzwerken mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM). Insbesondere betrifft die Erfindung Testinstrumente zum Testen der Übertragung von Zellen, die zu individuellen virtuellen Verbindungen gehören, durch das Netzwerk.
Hintergrund der Erfindung
Mit der Zunahme der Verwendung von Recheneinrichtungen in der ganzen modernen Gesellschaft und insbesondere mit der erhöhten Kommunikation über durch optische Fasern verbundene Netzwerke mit weitaus höheren Übertragungsgeschwindigkeiten als vorherige Verbindungen mit leitenden Drähten besteht ein beträchtliches Interesse an neuen Kommunikationsverfahren. Insbesondere war die vorherige Kommunikation gewöhnlich zwischen Sprach- und Datenkommunikation getrennt, wobei verschiedene Netzwerke für jede bereitgestellt waren. Typischerweise fand die Sprachkommunikation über das Telefonsystem statt, während die Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation über zweckgebundene Leitungen stattfand; die Datenkommunikation ist auch im Telefonsystem möglich, jedoch nur mit wesentlich langsameren Raten als durch zweckgebundene Leitungen bereitgestellt. In jüngerer Zeit bekamen digitale Video- und Bildkommunikationen erhöhtes Interesse, insbesondere für so genannte Multimediaanwendungen.
Das Ergebnis ist, dass beträchtliche Verbesserungen in der Flexibilität von Kommunikationsverfahren erforderlich sind, insbesondere um eine zweckmäßige zukünftige Aufrüstung von Kommunikationseinrichtungen über die Zeit zu ermögli chen, wenn zusätzliche Datenquellen verfügbar werden. Noch spezieller ist es unumgänglich, dass Standards entwickelt und implementiert werden, die ermöglichen, dass Sprache, Video, Bilder und Daten mehr oder weniger austauschbar über variierende Übertragungsmedien übertragen werden, so dass eine zu einer speziellen Zeit installierte Anlage nicht bald veraltet ist, sondern weiterhin für die Kommunikation verwendet werden kann, wenn die gesamten Kommunikationsgeschwindigkeiten in der Zukunft erhöht werden.
Es wird weitgehend erwartet, dass diese Bedürfnisse durch breite Implementierung so genannter Kommunikationsnetzwerke mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM) erfüllt werden. Im Unterschied zu Kommunikationen mit synchronem Übertragungsmodus (STM) ermöglicht ATM, dass die Verkehrsrate von einer speziellen Quelle auf Verlangen erhöht oder verringert wird, wenn eine Kommunikation erwünscht ist. Zum Vergleich werden im STM einem speziellen Benutzer spezielle synchrone Zeitschlitze auf einem speziellen Kommunikationsmedium zugewiesen, was die Flexibilität des Systems begrenzt. Die Bedeutung dieses Unterschiedes zwischen einer asynchronen und einer synchronen Übertragung für die Erfindung wird nachstehend weiter erörtert.
ATM-Netzwerke befinden sich im Prozess der Installation in Übereinstimmung mit international vereinbarten Standards für die Übertragung von "Zellen" von Daten, wobei in "Daten", wie hierin verwendet, digitalisierte Sprachkommunikation, digitalisierte Bilder und digitalisiertes Video sowie Daten an sich eingeschlossen sind. Im ATM werden alle Arten von zu übertragenen Mitteilungen in "Zellen" mit fester Länge unterteilt, wobei jede Zelle einen Kopf mit dem Zellen-Payload-Typ und den Routinginformationen und einen "Payload" mit fester Länge umfasst. Der Payload jeder Zelle enthält typischerweise einen relativ kleinen Teil einer von einer Quelle zu einem Zielort zu übertragenden Gesamtmitteilung. Die ATM-Zellen werden durch einen Quellenknoten in ein Netzwerk mit einer großen Anzahl von Schaltknoten, die durch Kommunikationsverbindungen verbunden sind, übertragen. Folglich wird eine von einer Ursprungsquelle zu einem letztlichen Zielort zu übertragende Gesamtmitteilung in eine Anzahl von Zellen unterteilt, die der Reihe nach über eine "virtuelle Verbindung" übertragen werden, die hergestellt wird, wenn die Kommunikation hergestellt wird. Jede als Teil einer ATM-Mitteilung übertragene Zelle durchläuft dieselbe virtuelle Verbindung, das heißt, wird durch dieselbe Sequenz von Schaltknoten und Verbindungsstrecken gelenkt.
Es ist bei der wirksamen Implementierung von ATM-Netzwerken wichtig, dass der spezielle Typ von Kommunikationsverbindungen, die in jeder virtuellen Verbindung enthalten sind, keine Einschränkung für das Format der ATM-Zelle ist. Das heißt, die Zellen einer speziellen ATM-Mitteilung können per Draht, per faseroptisches Kabel, per Satellit oder per Kombinationen von diesen übertragen werden. Das Zellenformat selbst bleibt unverändert. In dieser Weise kann die Flexibilität der Netzwerkkonfiguration und die Implementierung von zukünftigen schnelleren Kommunikationsmedien bereitgestellt werden, ohne beispielsweise die zum Erzeugen von Zellen aus zu übertragenden Mitteilungen verwendete Anlage veraltet zu machen.
Zum Vergleich werden gemäß einer weiteren Kommunikationstechnologie moderner Tage Daten üblicherweise im so genannten "Frame-Relay"-Modus übertragen, wobei jedes übertragene "Paket" die ganze Mitteilung enthält. Daher besitzt jedes Paket eine andere Länge. In Frame-Relay-Übertragungen geht dem Datenpaket, das der Mitteilung entspricht, ein einzelner Kopf voran, so dass die ganze Mitteilung in einem langen Bündel über einen vorbestimmten Weg durch eine Reihe von Knoten von einem Quellenknoten zu einem Zielknoten übertragen wird. Dieses System bleibt arbeitsfähig, ist jedoch relativ unflexibel, da sich der Verkehr von Zeit zu Zeit ändern muss. Ferner eignet sich die Frame-Relay-Übertragung am besten für die Übertragung von Daten an sich, die gewöhnlich "paketvermit-telt" ist. Sprach- und Videokommunikation hat andere innewohnende Anforderungen.
Insbesondere ist die Kommunikation von Daten an sich insofern typischerweise zeitintensiv, als eine gewisse Zeitverzögerung und beträchtliche Veränderung der Zeitverzögerung, die von aufeinander folgenden Mitteilungen oder Segmenten von Mitteilungen zwischen der Zeit der Übertragung und der Zeit des Empfangs erfahren wird, das Leistungsmerkmal der Kommunikation nicht stört. Sprach- und Videoübertragungen sind zum Vergleich gegen die Übertragungszeit insofern sehr empfindlich, als alle Teile der Mitteilung mit einer Rate empfangen werden müssen, die zur Rate, mit der sie übertragen werden, eng proportional ist, wenn wich tige Informationen nicht verloren gehen sollen. Die Variation der Verzögerung zwischen Segmenten einer Sprach- oder Videoübertragung ist für den Empfangsteilnehmer besonders störend.
Im ATM werden, wie angemerkt, Mitteilungen in relativ kleine Zellen unterteilt, die einzeln übertragen werden. Eine Sprachkommunikation kann beispielsweise in Zellen übertragen werden, die jeweils effektiv einzelne Worte oder sogar einzelne Silben codieren. Das ATM-Format ermöglicht, dass die einzelnen Zellen der Mitteilung relativ unverzüglich übertragen werden, so dass sie wieder zusammengesetzt und zu einem Zuhörer oder Betrachter am Zielort ohne wahrnehmbare Verzögerung geliefert werden können. Insbesondere da jede Mitteilung über ihre eigene virtuelle Verbindung übertragen wird, die erst nach der Feststellung, dass die beteiligten Knoten ausreichend Bandbreite besitzen, um sich auf die voraussichtliche Zellenrate einzustellen, aufgebaut wird, können Überlastungen vermieden werden und die Zellenverzögerung minimiert werden.
Daher ist zu erkennen, dass im Wesentlichen eine ATM-Kommunikation den Aufbau einer virtuellen Verbindung, die eine Sequenz von Knoten identifiziert, die sich zwischen einer Quelle und einem Zielort erstreckt, und das Unterteilen der Mitteilung in Zellen mit gleicher Länge beinhaltet. Die Zellen der Mitteilung werden anschließend über die virtuelle Verbindung übertragen, die jeden oder alle von Drahtleitern, optischen Verbindungen oder Satellitenweiterleitungsverbindungen umfassen kann. Am letztlichen Zielort werden die Köpfe der Zellen entfernt, die Payloads werden wieder zusammengesetzt, in ein analoges Format zurückgeführt, wenn geeignet (z.B. bei der Sprachkommunikation), und zum Benutzer geliefert.
Das Basisformat der ATM-Zelle mit fester Länge (eine "Zelle", die im Allgemeinen einem "Paket" entspricht, wie dieser Begriff gewöhnlich verwendet wird) umfasst einen Kopf, der aus fünf Acht-Bit-Bytes (oder "Oktetts") besteht, wobei diese Zellen-Payload-Typ- und Routinginformationen, gefolgt von 48 Bytes Payload, umfassen. Verschiedene Standardorganisationen haben das Format des Kopfs und der gesamten Zellstruktur vereinbart. Siehe beispielsweise "ATM Pocket Guide", eine Veröffentlichung von Tekelec of Calabasas, Kalifornien. Wie darin gezeigt und wie durch 4 hiervon wiedergegeben, umfasst der ATM-Kopf jeder Zelle mindestens 24 Gesamtbits von Routinginformationen mit 8 Bits von Informationen eines "Identifikators eines virtuellen Pfades" (VPI) und 16 Bits von Informationen eines "Identifikators eines virtuellen Kanals".
Bei der Übertragung von ATM-Zellen werden die VPI- und VCI-Routinginformationen in jedem Zellenkopf an jedem Knoten in Reaktion auf vorbestimmte Informationen, die von jedem Knoten beim Verbindungsaufbau gespeichert werden, aktualisiert. Die VPI- und VCI-Informationen, die in jeder Zelle zu irgendeiner gegebenen Zeit gespeichert sind, werden von jedem Knoten verwendet, um die Zelle zum nächsten Knoten in der Reihe von Knoten, die die virtuelle Verbindung bilden, wie beim Verbindungsaufbau festgelegt, zu lenken.
Im Gegensatz zu einer Frame-Relay-Übertragung, in der die Kopfinformationen unverändert sind, wenn das Paket den ganzen Weg von seiner Ursprungsquelle zu seinem letztlichen Zielort durchläuft, werden insbesondere im ATM die VPI- und VCI-Routinginformationen im Kopf jeder Zelle aktualisiert, wenn jeder Zwischenknoten durchlaufen wird.
Wie angegeben, durchläuft jede Zelle irgendeiner gegebenen ATM-Mitteilung dieselbe virtuelle Verbindung, das heißt dieselbe Folge von Knoten. Als Teil des Verbindungsaufbauprozesses werden Informationen an jedem Knoten in der virtuellen Verbindung gespeichert, die VPI- und VCI-Informationen bereitstellen, die zum Identifizieren jeder eingehenden Zelle und Aktualisieren ihres VPI und VCI verwendet werden, so dass die Zelle korrekt zu ihrem nächsten Zielknoten in der virtuellen Verbindung vermittelt wird. Wenn jede Zelle an einem Knoten empfangen wird, werden folglich ihre individuellen VPI- und VCI-Informationen vom Knoten untersucht und die gespeicherten VPI- und VCI-Informationen, die erforderlich sind, um diese Zelle zum nächsten Knoten zu befördern, werden verwendet, um den Kopf dementsprechend zu aktualisieren. Daher ist zu erkennen, dass jeder Knoten im ATM-Netzwerk ein Mittel zum Untersuchen des Kopfs jeder empfangenen Zelle und zum entsprechenden Aktualisieren der VPI- und VCI-Informationen umfasst.
Der Verbindungsaufbauprozess im ATM ist gut definiert und muss hier nicht detailliert dargestellt werden, außer zu erwähnen, dass, wenn eine Verbindung aufgebaut wird, eine Reihe von "Signalisierungs"-Mitteilungen zwischen dem Ursprungsquellenknoten, den Zwischenknoten und dem letztlichen Zielknoten hin und her geleitet werden. Der Verbindungsaufbauprozess beinhaltet das Senden einer Mitteilung mit vorbestimmtem Format, die die relevanten Zellenparameter, z.B. die Gesamtzahl von zu übertragenden Zellen und ihre voraussichtliche Lieferrate, angibt. Jeder Knoten, der diese Verbindungsaufbaumitteilung empfängt, betrachtet die Anforderungen der Verbindung, z.B. die voraussichtliche Zellendichte und dergleichen, um festzustellen, ob er Bandbreite – das heißt Kommunikationsfähigkeit – hat, die ausreicht, um die erwartete Anzahl von Zellen zu bearbeiten. Während dieses Prozesses muss jeder der Zwischenknoten, der letztlich einen Teil der so herzustellenden virtuellen Verbindung bildet, tatsächlich mit den erwarteten Verkehrsanforderungen übereinstimmen und muss ausreichend Informationen speichern, um eine Aktualisierung des VPI und VCI zu ermöglichen, wenn die Zellen dieser Mitteilung diesen speziellen Knoten durchlaufen.
Dienstqualitätsparameter
ATM-Benutzer treffen typischerweise mit einem Dienstanbieter eine Vereinbarung zur Bereitstellung einer bestimmten Dienstqualität, die beispielsweise im voraus vereinbarte Begrenzungen des Zellenfehlerverhältnisses, das heißt der Anzahl von Zellen mit Fehlern, die für eine gegebene Anzahl von übertragenen Zellen toleriert werden kann, des Zellenverlustverhältnisses, das heißt der Anzahl von Zellen, die das Netzwerk für eine gegebene Anzahl von übertragenen Zellen nicht übertragen kann, wie es aufgrund von übermäßiger Teilnahme geschehen kann, und andere Betriebsparameter beinhaltet. Diese Parameter werden in Abhängigkeit vom erwarteten Verkehr vereinbart. Sprach- und Videokommunikationen können beispielsweise typischerweise bewirkt werden, die ziemlich höhere Bitfehlerraten als Datenkommunikationen zulassen; Sprache und Video sind jedoch gegen eine Variation der Zellenverzögerung empfindlicher als Datenkommunikationen. Folglich müssen diese und andere Parameter bei der Verwendung in Bezug auf spezifische virtuelle Verbindungen gemessen werden, um sicherzustellen, dass der vertraglich vereinbarte Dienst sowohl vom Benutzer als auch vom Dienstanbieter erfüllt wird.
Ferner ist es erwünscht, spezifische Statistiken des Netzwerkbetriebs, wie z.B. die Häufigkeit des Auftretens von verschiedenen Arten von Zellen, zu messen, um die Netzwerknutzung zu optimieren. Die Zellenköpfe umfassen beispielsweise Angaben der Zellenverlustpriorität, die durch das Netzwerk erhöht werden kann, wenn ein Benutzer die Parameter des entsprechenden Verkehrsvertrags überschreitet; die Häufigkeit des Auftretens einer Angabe einer hohen Zellenverlustpriorität kann folglich überwacht werden, um sicherzustellen, dass das Netzwerk nicht übermäßig genutzt wird.
Das US-Patent 5 343 463 , van Tetering et al., erörtert Verfahren zum Messen der Leistungseigenschaften eines Pfades eines ATM-Telekommunikationsvermittlungsnetzes durch allgemeines Übertragen von Testpaketen (Zellen), während anderer aktiver Verkehr arbeitet. Das US-Patent 5 271 000 , Engbersen et al., offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen und Auswerten von verteilten Netzwerken durch Übertragen von allgemeinen Testpaketen durch das Netzwerk zu einem Testpaketanalysator, wobei die Sender an geographisch verteilten Orten in Bezug auf den Analysator angeordnet sind. Das US-Patent 5 457 700 , Merchant et al., zeigt einen Testzellengenerator zum Einfügen von Testzellen anstelle von Freizellen in einem ATM-Netzwerk. Da Freizellen keine VPI- und VCI-Informationen enthalten, die sie einer virtuellen Verbindung zuweisen, ist Merchant, wie in den Fällen von Van Tetering und Engbersen, nicht in der Lage zur Messung der Netzwerkleistung in Bezug auf eine spezielle virtuelle Verbindung. Keine dieser Referenzen zeigt Systeme, die in der Lage sind, eine Übertragung einer speziellen Zelle durch das Netzwerk zu verfolgen.
Aufgaben der Erfindung
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Instrument und ein Verfahren zum Identifizieren der Zellen, die zu einer individuellen virtuellen Verbindung gehören, zum Ersetzen dieser speziellen Zellen an einem ersten Testzugriffspunkt durch vorbestimmte Testzellen und zum Erfassen dieser Testzellen an einem zweiten Testzugriffspunkt bereitzustellen.
Um beispielsweise eine Zellenübertragungsverzögerung, eine Zwei-Punkt-Zellenverzögerungsvariation, eine Umlaufzeit, die vorstehend aufgezählten Dienstqualitätsparameter und andere relevante Parameter des Netzwerkbetriebs in Bezug auf eine oder mehrere ausgewählte virtuelle Verbindungen zu messen, können "lebende" Zellen, die in einer Zellensequenz als zu einer ausgewählten virtuellen Verbindung gehörend identifiziert sind, durch vorbestimmte Testzellen ersetzt werden, die in den Zellenstrom an einem ersten Zugriffspunkt durch ein erstes Testinstrument injiziert werden und von einem zweiten Instrument an einem anderen Zugriffspunkt erfasst werden, um ihre Übertragung zu überwachen. Aufgrund der asynchronen Art der ATM-Kommunikation kann sich die Übertragungsrate von Zellen in Bezug auf irgendeine virtuelle Verbindung momentan ändern und kann breit variieren, wobei sie der maximalen möglichen Rate auf dem speziellen Übertragungsmedium unterliegt. Folglich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein erstes Testinstrument bereitzustellen, das in der Lage ist, Testzellen anstelle der identifizierten Zellen einer ausgewählten virtuellen Verbindung einzufügen, um eine Störung der Zellenübertragungsrate der virtuellen Verbindung zu vermeiden. Dieser Prozess, der in Bezug auf eine spezielle virtuelle Verbindung gemäß der Erfindung durchgeführt wird, wird als "auf die Rate abgeglichene Zellenidentifikation und -ersetzung" bezeichnet.
Insbesondere werden normalerweise kontinuierliche Ströme von Zellen in beiden Richtungen zwischen Paaren von Knoten im Netzwerk übertragen. Wenn kein zu übertragender Benutzerverkehr besteht, werden "Leer"- oder "Frei"-Zellen übertragen. Um einen Verlust von Benutzerzellen zu vermeiden und um die Verfälschung von Benutzerdaten zu vermeiden, ist es häufig bevorzugt, Testzellen in den "Zellenschlitzen" zu übertragen, in denen Leer- oder Freizellen ansonsten übertragen werden würden. Daher ist es auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Instrument und ein Verfahren zum Identifizieren von "Leer"- oder "Frei"-Zellen zusätzlich zu den Zellen, die zu einer individuellen virtuellen Verbindung gehören, bereitzustellen. Vorzugsweise werden die Leer- oder Freizellen durch Testzellen ersetzt, die als "Operations-, Verwaltungs- und Wartungs-" (OAM) Zellen konfigu riert sind, die durch Knoten im Netzwerk anders als gewöhnliche "Benutzer"-Zellen behandelt werden. Die OAM-konfigurierten Testzellen führen Funktionen durch, die OAM-Zellen zugeordnet sind, z.B. Messen der Dienstqualitätsparameter, die zu einer in Betrieb befindlichen virtuellen Verbindung gehören. Dieser gemäß der Erfindung durchgeführte Prozess wird als "auf die Rate abgeglichene Einfügung" von Testzellen in eine virtuelle Verbindung bezeichnet.
Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung können ein oder mehrere Bits einer Benutzerzelle modifiziert werden, wobei diese Zelle eine Testzelle bildet. Ein Bit des Kopfs kann beispielsweise geändert werden, um die Kopf-Fehlerkorrekturschaltung, die an den individuellen Knoten vorgesehen ist, zu testen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die obigen Aufgaben der Erfindung und weitere, die erscheinen, wenn die nachstehende Erörterung vor sich geht, werden von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, gemäß der ein Instrument zum Messen von statistischen Eigenschaften von Verkehr in einem Kommunikationsnetzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM), wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt wird. Ein zugehöriges Verfahren, wie in Anspruch 5 beansprucht, und ein Statistikprozessor zur Verwendung in einem Testinstrument zur Überwachung des Betriebs eines Kommunikationsnetzwerks, wie in Anspruch 7 beansprucht, werden auch bereitgestellt.
Das Testinstrument der Erfindung umfasst ein Zellfilter zum Untersuchen von Köpfen und teilweisen Payloads aller Zellen, die das Netzwerk durchlaufen, um beispielsweise zugewiesene Zellen zu identifizieren, die zu speziellen virtuellen Verbindungen gehören, oder um Operations-, Verwaltungs- und Wartungs- (OAM) Zellen zu identifizieren, die auch von Zeit zu Zeit durch das Netzwerk übertragen werden. Das Zellfilter kann durch eine kombinatorische Logik, wie z.B. eine Anzahl von Exklusiv-ODER-Gattern, oder durch einen Inhalts-adressierbaren Speicher (CAM) implementiert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird besser verstanden, wenn auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
1 einen schematischen Überblick über ein Netzwerk für eine ATM-Verkehrskommunikation zeigt;
2 ein schematisches Diagramm des Mechanismus zeigt, durch den ein Knoten die VPI- und VCI-Informationen jeder ATM-Zelle, die er verarbeitet, aktualisiert;
3, einschließlich 3(a)–3(c), drei mögliche Verfahren zum Verbinden eines Testinstruments mit dem Testzugriffsport eines Netzwerkknotens zeigt;
4 schematisch die Anordnung einer typischen ATM-Zelle gemäß dem standardisierten ATM-Format, das in der Industrie verwendet wird, zeigt;
5 schematisch die Komponenten eines Testinstruments gemäß der Erfindung zeigt;
6 ein Blockdiagramm der Hauptkomponenten des Testprozessors eines Testinstruments gemäß der Erfindung darstellt;
7 ein Diagramm zeigt, das die Weise angibt, in der die ATM-Kommunikation dem Industriestandardmodell der Kommunikation offener Systeme (OSI) entspricht;
8 ein schematisches Diagramm der Hauptkomponenten und Schritte zeigt, die an der auf die Rate abgeglichenen Zellenidentifikations-, Zellenmodifizierungs-, Zellenersetzungs- oder OAM-Zelleneinfügungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform, die außerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche liegt, beteiligt sind;
9 ein Blockdiagramm eines Testprozessors, wie in einer Implementierung des Instruments der Erfindung bereitgestellt, zum Sammeln von Statistiken, die Netzwerkoperationen charakterisieren, verwendet zeigt; und
10 ein Detail eines Mikrosequenzers zeigt, den der Testprozessor von 9 umfasst.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Wie vorstehend erörtert, betrifft die vorliegende Erfindung ein Testinstrument und zugehörige Verfahren zum Messen von interessierenden Betriebsparametern in einem ATM-Kommunikationsnetzwerk.
Das Instrument der Erfindung kann verwendet werden, um Zellen zu identifizieren, die zu einer spezifizierten virtuellen Verbindung gehören, und entweder die identifizierten Zellen zu modifizieren, die Zellen durch Testzellen zu ersetzen, oder die Zellen mit zusätzlichen OAM-konfigurierten Testzellen zu vermehren. Die Testzellen werden dann über die vorher hergestellte virtuelle Verbindung übertragen. Die Testzellen werden typischerweise an einem zweiten Knoten erfasst, um die betreffenden Parameter ihrer Übertragung zu überwachen.
Das Folgende stellt bestimmte zusätzliche Informationen, die beim Verstehen der genauen Art der von der Erfindung anzugehenden technischen Probleme hilfreich sind, vor der Erörterung der Weise, in der die Erfindung diese Probleme löst, bereit.
Wie vorstehend angegeben, beinhaltet die Übertragung von Daten (wobei in "Daten" Sprache, Bilder und Video, die wie erforderlich digitalisiert sind, sowie Daten an sich eingeschlossen sind) im asynchronen Übertragungsmodus (ATM) die Segmentierung aller zu übertragenden Mitteilungen in "Zellen" mit gleicher Länge, die über eine Kommunikationsverbindung zeitmultiplexiert werden, (d.h. Zellen von mehreren Quellen werden in "Zellenschlitzen", wie verfügbar, übertragen) an einer Quelle. Jede Zelle einer gegebenen Mitteilung wird über dieselbe Sequenz von Knoten und Verbindungen, die "virtuelle Verbindung" genannt wird, zum Zielort der speziellen Mitteilung übertragen. (Es ist zu erkennen, dass eine "virtuelle Verbindung", wie hierin verwendet, in bestimmten Referenzen als "logi-scher Kanal" bezeichnet wird.) Die virtuelle Verbindung wird zu einer Verbindungsaufbauzeit hergestellt, die begonnen wird, wenn der Ursprungsquellenknoten eine erste Mitteilung mit Informationen hinsichtlich der für die Übertragung der Mitteilung erforderlichen Bandbreite überträgt. Kandidatenzwischenknoten stellen dann fest, ob sie die Bandbreitenanforderungen des Verkehrs erfüllen können und sich auf diese Parameter einstellen können, falls erforderlich. Schließlich wird eine virtuelle Verbindung durch Speichern von Informationen des nächsten Knotenziels in Inhalts-adressierbaren Speichern (CAMs) oder einer anderen Schaltung, die jeder der Knoten umfasst, hergestellt; das heißt, VPI- und VCI-Informationen, die jedes Segment der virtuellen Verbindung betreffen, von der ein gegebener Knoten eine Komponente ist, werden beim Verbindungsaufbau gespeichert, so dass die Routinginformationen jeder Zelle aktualisiert werden, wenn sie durch jeden der Knoten, die in der virtuellen Verbindung enthalten sind, läuft.
Wenn die individuellen Zellen einer speziellen Mitteilung das Netzwerk durchlaufen, können sie mehrere Male z.B. von einem lokalen Netzwerk mit relativ langsamer Geschwindigkeit in ein weiträumiges Netzwerk mit viel höherer Geschwindigkeit multiplexiert werden. Die Verbindungen, die die Knoten verbinden, können leitende Drähte, optische Fasern und/oder Satellitenübertragungsstrecken umfassen. Die Ströme von Zellen, die an den letztlichen Zielknoten empfangen werden, werden demultiplexiert und an die mit dem letztlichen Zielknoten verbundenen Benutzer übergeben. Da jede der Zellen einer speziellen Mitteilung dieselbe Sequenz von Knoten, die die virtuelle Verbindung bilden, durchläuft, sollte jede der Zellen in ihrer korrekten Reihenfolge ankommen. Üblicherweise fügt jedoch der letzte Zielknoten die verschiedenen Zellen der Mitteilung in einem Puffer zusammen und löst die Kopfinformationen und andere Nicht-Mitteilungs-Komponenten der Zellen ab, so dass auf die ganze Mitteilung in einer einzigen Operation zugegriffen werden kann.
Ratenabgleich in einer virtuellen Verbindung
Die Übertragungsraten der ATM-Zellen insgesamt variieren erheblich mit dem an jeder Verbindung beteiligten Medium. Auf einer Ebene eines lokalen Netzwerks kann die Übertragungsrate typischerweise bis zu 10 MBits/s, das heißt 10000000 Bits pro Sekunde, die Standard-"Ethernet"-Rate, die typischerweise für eine Kommunikation mit einem verdrillten Kupferdrahtpaar verwendet wird, sein. Über optische Datenfasern mit hoher Geschwindigkeit, die dem bekannten optischen SONET-Netzwerkprotokoll entsprechen, kann die Bitrate bis zu 622 MBits/s sein. Höhere Raten werden auch geplant.
Paare von Knoten im Netzwerk, die durch Verbindungen verbunden sind, übertragen normalerweise einen kontinuierlichen Strom von zugewiesenen und Leer-ATM-Zellen mit einer festen Rate in beiden Richtungen über die Verbindungen, um eine Systemsynchronität aufrechtzuerhalten. Wenn kein Benutzerverkehr übertragen werden soll, werden "Leer"- oder "Frei"-Zellen übertragen. Solche Leer- oder Freizellen können gemäß der Erfindung durch OAM-Testzellen ersetzt werden. Insbesondere und gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung werden Zellen, die zu einer speziellen virtuellen Verbindung gehören, im kontinuierlichen Strom von Zellen, die zwischen Paaren von Knoten im Netzwerk laufen, modifiziert, mit OAM-Zellen vermehrt oder durch Testzellen ersetzt.
Wie vorstehend angegeben, existiert ein Unterschied zwischen einer asynchronen Kommunikation, d.h. ATM, wobei verschiedene Benutzer versuchen können, Mitteilungen zu irgendeiner Zeit zu übertragen, so dass Zellen nach Bedarf Zeitschlitze zugewiesen werden, und einer synchronen Kommunikation, d.h. STM, wobei alle Benutzer dauerhaft zugewiesene Zeitschlitze in einer Sequenz davon beibehalten. Im STM ist es eine einfache Angelegenheit, eine auf die Rate abgeglichene Verarbeitung durchzuführen; der korrekte Zeitschlitz wird durch Zählen von Zeitschlitzen von einer Synchronisationsangabe, die regelmäßig übertragen wird, identifiziert, und ein Testpaket wird in den Strom zum entsprechenden Zeitpunkt eingefügt. Die Übertragung des Testpakets durch das Netzwerk kann ebenso verfolgt werden. Im ATM kann nicht erwartet werden, dass sich die Zellen einer speziellen virtuellen Verbindung in irgendeinem speziellen Zeitschlitz befinden, und müssen durch individuelle Untersuchung derselben identifiziert werden.
Wie angegeben, wohnt ferner der ATM-Kommunikation die Tatsache inne, dass Zellen nicht zwischen irgendeiner identifizierten Quelle und einem Zielort zu irgendeiner gegebenen Zeit übertragen werden müssen. Daher können verschiedene wichtige Netzwerkübertragungsparameter, wie z.B. die mittlere Zellenübertragungsverzögerung, die Zellenverzögerungsvariation und die Größe und Rate von Bündeln von Zellen, die jeweils in Bezug auf eine spezielle virtuelle Verbindung gemessen werden sollen, nur dann sinnvoll überwacht werden, wenn die Rate der Übertragung von Zellen infolge des Messprozesses nicht verändert wird. Damit ein Testinstrument, das die Erfindung enthält, ohne übermäßige Störung von Netzwerkoperationen verwendet werden kann, ist es folglich erforderlich, dass der Zellenmodifizierungs- oder Zellenersatzprozess in einer "auf die Rate abgeglichenen" Weise durchgeführt wird, d.h. Testzellen, die als Benutzerzellen konfiguriert sind, müssen Ersatz für oder Modifizierungen von Benutzerzellen sein, um sich an ihre Übertragungsrate anzupassen. Dieser Prozess, der hierin in Abhängigkeit von der durchzuführenden Operation als "auf die Rate abgeglichene" Zellenidentifikation und Zellenmodifizierung oder Zellenersetzung bezeichnet wird, ermöglicht, dass bekannte Testzellen in den Strom zur Erfassung anderswo im Netzwerk für die Überwachung von Netzwerkparametern eingefügt werden. Für bestimmte Tests muss der Strom von Benutzerzellen nicht geändert werden; in diesen Fällen können Leerzellen oder Freizellen durch OAM-konfigurierte Testzellen ersetzt werden, ohne die Übertragung von Benutzerzellen zu beeinflussen. Damit die Sequenz von Benutzerzellen nicht unterbrochen wird, müssen ferner alle Zellen, die durch den Knoten laufen, mit dem das Testinstrument verbunden ist, identisch, falls überhaupt, verzögert werden.
Um die vorstehend erwähnten Aufgaben der Erfindung zu erfüllen, ist es daher erforderlich, ein Testinstrument mit der Fähigkeit, Zellen in Bezug auf ihre jeweilige virtuelle Verbindung zu erkennen und die identifizierten Zellen mit Geschwindigkeiten von bis zu 622 MBits/s und höheren Raten, die über optisch verbundene Knoten zur Verfügung stehen, zu ersetzen oder zu modifizieren, bereitstellen. Die Hochgeschwindigkeits-Erkennungsfähigkeit, die vom Testinstrument der Erfindung bereitgestellt wird, wird für die auf die Rate abgeglichenen Modifizierungs-, Ersetzungs- oder Einfügebetriebsarten verwendet, z.B. um Zellen zu erkennen, die zu einer interessierenden virtuellen Verbindung gehören, und für deren Ersetzen im Mitteilungsstrom durch Testzellen.
Topologie eines ATM-Netzwerks
1 zeigt in schematischer Form die Gesamtanordnung eines ATM-Netzwerks, das durch die Verbindung eines lokalen Netzwerks 10, das heißt eine Anzahl von einzelnen Computern 12, die durch eine gut bekannte Hardware für ein lokales Netzwerk miteinander verbunden sind, mit einem weiträumigen ATM-Netzwerk, das im Allgemeinen bei 22 angegeben ist, veranschaulicht ist. Ein lokales Netzwerk 10 kann beispielsweise auf einem Collegecampus oder dergleichen existieren, wie angegeben. Das lokale Netzwerk (LAN) umfasst eine Anzahl von individuellen Computern 12, die jeweils durch LAN-Schnittstelleneinheiten 14 mit ATM-LAN-Vermittlungsstellen 16 verbunden sind. Die ATM-LAN-Schalter 16 sehen eine Kommunikation zwischen Computern 12 des LAN 10 vor und identifizieren auch Zellen, die für Zielorte außerhalb des LAN 10 bestimmt sind, und wandeln diese in ATM-Zellen um, ein Prozess, der nachstehend weiter ausführlich dargestellt wird. Das LAN 10 ist durch eine ATM-Benutzernetzwerkschnittstelle 18 mit dem weiträumigen Netzwerk 22 durch eine ATM-Vermittlungsstelle 20 verbunden. Die Netzwerk-ATM-Vermittlungsstelle 20 ist folglich ein "Gateway"-Knoten zum weiträumigen ATM-Netzwerk 22. Das Netzwerk 22 umfasst eine große Anzahl von Zwischenknoten 23, die durch eine große Anzahl von Verbindungen 24 verbunden sind. ATM-Verkehr kann auch durch eine digitale Telefonanlage, Videokonferenzanlage oder andere bekannte Vorrichtungen erzeugt werden.
Wie vorstehend angegeben, übertragen verschiedene Knoten 23 mit unterschiedlichen Übertragungsraten und sind durch entsprechend veränderte Medien, d.h. Verbindungen 24, verbunden. Knoten mit niedriger Geschwindigkeit können durch Drahtleiter verbunden sein; üblicher und insbesondere in neuen Installationen werden optische Fasern verwendet, um Hochgeschwindigkeitsknoten zu verbinden, um Datenübertragungen mit sehr hoher Geschwindigkeit von Punkt zu Punkt zu ermöglichen. Satellitenverbindungen können auch verschiedene Knoten verbinden.
Wie vorstehend angegeben, wird als Regel eine über das ATM-Netzwerk zu übertragende gesamte Mitteilung, die einige Sekunden von digitalisierter Sprache oder Video oder Daten an sich sein kann, in eine große Anzahl von Zellen mit identischem Format unterteilt. Die einzelnen Zellen werden durch eine ATM-Vermittlungsstelle erzeugt, die als Gateway-Knoten 20 dient. Jede Zelle wird mit anfänglichen VPI- und VCI-Informationen am Gateway-Knoten versehen, die verwendet werden, um sie zum ersten Zwischenknoten in ihrer virtuellen Verbindung zu lenken. Wenn die Zellen das weiträumige Netzwerk 22 durchlaufen, werden ihre VPI- und VCI-Informationen an jedem Knoten 23 aktualisiert, bis die Zellen eine ähnliche ATM-Netzwerkvermittlungsstelle erreichen, die als Zielknoten 28 dient, der mit dem letztlichen Zielort einer speziellen Mitteilung verbunden ist. Der letztliche Zielort kann ein Computer 25 ähnlich einem Teil eines lokalen Netzwerks sein, indem er mit einem LAN-Router 26 verbunden ist, der wiederum mit dem Zielknoten 28 verbunden ist. Wie angegeben, sind die Struktur und der Betrieb des ATM-Netzwerks gut bekannt und sind durch eine Vielzahl von verschiedenen Standards definiert, die die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Klassen von Knoten, Verbindungen, LANs und anderen beteiligten Komponenten beschreiben.
2 zeigt schematisch die Aktualisierung jeder Zelle an jedem Knoten in einer normalen ATM-Verbindung. Zellen, die auf einer eingehenden Leitung 30 ankommen, erreichen den Knoten 32. Insbesondere werden Ströme von eingehenden Zellen über eine Vielzahl von Verbindungen 24 empfangen und werden durch eine Vermittelungsstelle 29 multiplexiert, um einen einzelnen Strom von Zellen über die Leitung 30 zu jedem Knoten 32 zu liefern. Jeder eingehende Strom von Zellen umfasst typischerweise Zellen von einer Anzahl von virtuellen Verbindungen. Wie vorstehend und in weiterem Detail nachstehend erörtert, umfasst jede ATM-Zelle einen 5-Byte-Kopf, einschließlich VPI- und VCI-Routinginformationen, die den nächsten Knoten in der für die Zellen jeder Mitteilung hergestellten virtuellen Verbindung identifizieren.
Der VPI und VCI der eingehenden Zellen, die schematisch bei 34 gezeigt sind, werden zum Comparandregister 35 eines (typischerweise) Inhalts-adressierbaren Speichers (CAM) 36 geliefert. Wenn eine Entsprechung zwischen dem VPI und VCI der eingehenden Zelle und den Inhalten des CAM 36 festgestellt wird, gibt der CAM aktualisierte VPI- und VCI-Routinginformationen aus Daten, die bei 38 beim Verbindungsaufbau in Bezug auf jede virtuelle Verbindung gespeichert werden, aus. Der neue VPI und VCI werden dann zu einem Teil des Kopfs der ausgehenden Zelle und werden verwendet, um ebenso die Zelle am nächsten Knoten zu identifizieren. Ein Multiplexierungsschalter 39, der die Verbindung jedes Knotens mit einer Vielzahl von ausgehenden Verbindungen 24 bildet, wird derart gesteuert, dass jede Zelle über die korrekte Verbindung übertragen wird, damit sie den nächsten Knoten in der virtuellen Verbindung erreicht.
Wie vorstehend erörtert, werden folglich an jedem Knoten in einer virtuellen Verbindung der VPI und VCI der eingehenden Mitteilung aktualisiert, um den nächsten Knoten im Netzwerk anzugeben, zu dem diese spezielle Zelle übertragen werden soll. Die Entsprechung zwischen den "eingehenden" und "ausgehenden" VPI- und VCI-Informationen wird beim Verbindungsaufbau festgestellt und in jedem Knoten, der einen Teil einer virtuellen Verbindung bildet, die für jede Mitteilung durch Austausch einer Sequenz von Verbindungsaufbaumitteilungen zwischen einem letztlichen Quellenkoten und einem letztlichen Zielknoten hergestellt wird, gespeichert. Obwohl die Fähigkeit zur Aktualisierung der VPI- und VCI-Routinginformationen jeder Zelle an jedem Knoten unter Verwendung von anderen Schaltungskomponenten bereitgestellt werden kann, verwenden derzeit bevorzugte Knotenkonstruktionen typischerweise CAMs in jedem Knoten, um die VPI- und VCI Aktualisierung mit sehr hoher Geschwindigkeit bereitzustellen. Knoten mit dieser Fähigkeit liegen zur Zeit der Einreichung dieser Anmeldung innerhalb der Fachkenntnis. Siehe US-Patente 5 414 701 , Shtayer, und 5 422 838 , Lin.
In der gezeigten Ausführungsform umfassen die Knoten selbst jeweils Routingintelligenz, das heißt zum Reagieren auf Verbindungsaufbaumitteilungen, um virtuelle Verbindungen herzustellen. Die Erfindung wäre jedoch auch beim Auswerten eines Netzwerks nützlich, das derart ausgelegt ist, dass ein oder mehrere zentrale Router die Sequenz von Knoten und Verbindungen, die von den Zellen jeder Mitteilung durchquert werden sollen, bestimmen würden, d.h. zum Definieren der virtuellen Verbindungen.
Verfahren zum Testzugriff
3(a)–3(c) zeigen drei verschiedene Verfahren, durch die ein Testinstrument gemäß der Erfindung mit einem herkömmlichen im Voraus existierenden Knoten 42 eines ATM-Netzwerks unter Verwendung von elektrischen Drahtverbindungen in diesem Beispiel verbunden werden kann. Wie gezeigt, ist der Knoten 42 mit zwei eingehenden Leitungen 44 und 46 bzw. zwei entsprechenden ausgehenden Leitungen 48 und 50 verbunden. Wie in 3(a) gezeigt, kann das Testinstrument 54 mit zwei Testportanschlüssen 52 in einer "Überwachungs"-Betriebsart des Testinstruments der Erfindung verbunden werden. In dieser Betriebsart ist der Netzwerkdienst ungestört; das Testinstrument überwacht einfach Verkehr durch den Knoten und kann verschiedene Tests durchführen, die Netzwerkbetriebsstatistiken führen, und dergleichen, ohne den Verkehrsfluss zu beeinflussen.
In einer in 3(b) gezeigten "Emulations- und Abschluss"-Betriebsart schließt das Instrument effektiv die eingehende Leitung 46 ab und sendet Verkehr über die Sendeleitung 48 ab. In dieser Betriebsart nimmt das Testinstrument effektiv den Knoten außer Betrieb.
Schließlich wird in einer dritten "Durchgangs"-Betriebsart, die in 3(c) gezeigt ist, das Testinstrument in den Verkehrsweg zwischen den eingehenden Leitungen 44 und 46 und den entsprechenden ausgehenden Leitungen 48 und 50 eingefügt. Eine auf die Rate abgeglichene Zellenidentifikation und -modifizierung und das Ersetzen und Einfügen von Testzellen gemäß der vorliegenden Erfindung werden durchgeführt, wenn das Instrument in der "Durchgangs"-Testzugriffsbetriebsart von 3(c) verbunden ist. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann das Testinstrument in den Zellenflussweg vor oder nach der Aktualisierung der VPI- und VCI-Informationen an jedem Knoten eingefügt werden, obwohl ersichtlich ist, dass die VPI- und VCI-Informationen, die zum Instrument geliefert werden, dementsprechend variieren.
In der "Durchgangs"-Betriebsart wird der ganze Verkehr, der durch den Knoten 42 läuft, um einen festen Zeitraum verzögert, typischerweise eine ganze Zahl von Zellenzeitschlitzen, die mit der Übertragungsrate der Zellen an diesem speziellen Punkt im Netzwerk variiert, um zu ermöglichen, dass das Testinstrument 54 die geeigneten Verarbeitungsschritte ausführt. Es ist ersichtlich, dass es erwünscht ist, dass der ganze Verkehr identisch verzögert wird, so dass die Reihenfolge der Zellenübertragung nicht gestört wird. Ferner ist es wichtig, dass die Verzögerung so kurz wie möglich ist.
Man beachte, dass auf durch faseroptische Leitungen mit hoher Geschwindigkeit verbundene Netzwerke in einer konzeptionell ähnlichen Weise zugegriffen werden kann, obwohl derzeit keine standarisierten Verfahren zum Vorsehen eines Testzugriffs auf Knoten in faseroptischen Netzwerken bestehen.
In jeder von 3(a)–3(c) und nachstehend sind die Ports, an denen das Testinstrument 54 Verkehr vom Knoten empfängt, mit RX1 und RX2 bezeichnet, während die Ports, durch die das Testinstrument Daten zur Übertragung über das Netzwerk zum Knoten zurück überträgt, als TX1 und TX2 bezeichnet sind.
Format einer ATM-Zelle
4 zeigt das Format der typischen ATM-Benutzerzelle. Wie vorstehend erörtert, umfasst jede ATM-Zelle 53 8-Bit-Bytes, das heißt umfasst einen 5-Byte-Kopf und 48 Bytes Payload. Der Payload kann Benutzerdaten im Fall von normalen Benutzerzellen oder Steuerinformationen im Fall von Operations-, Verwaltungs- und Wartungs- (OAM) oder Ressourcenverwaltungs- (RM) Zellen enthalten. Die individuellen Zellen in einem Strom von Zellen können durch zusätzliche Zellenabgrenzungsbytes mit vorbestimmtem Format in Abhängigkeit vom verwendeten Übertragungsmedium getrennt werden.
Innerhalb beispielsweise eines LAN und an der ATM-Benutzernetzwerkschnittstelle (UNI) 18 (1) umfasst das erste Byte des Kopfs vier Bits von allgemeinen Flusssteuer- (GFC) Informationen, gefolgt von vier Bits von Informationen eines Identifikators des virtuellen Pfades (VPI). Innerhalb des weiträumigen Netzwerks werden die GFC-Bits typischerweise durch vier zusätzliche VPI-Bits ersetzt. VPI-Informationen bilden auch die ersten vier Bits des zweiten Bytes, dem vier Bits von Informationen eines Identifikators des virtuellen Kanals (VCI) folgen. Alle acht Bits des dritten Bytes des Kopfs umfassen VCI, ebenso wie die ersten vier Bits des vierten Bytes. Die 24 (oder 28) gesamten Bits von VPI und VCI umfassen zusammen Routinginformationen für die Zelle. Wenn die Zelle eine Leer- oder Freizelle ist, werden die VPI- und VCI-Bits alle auf Null gesetzt; das Testinstrument der Erfindung ist in der Lage, dies zu erkennen und eine OAM-konfigurierte Testzelle anstelle einer Leer- oder Freizelle einzufügen. Das fünfte, sechste und siebte Bit des vierten Bytes des Zellenkopfs sind Payload-Typ-Identifikator- (PTI) Bits, die typischerweise angeben, ob der Payload der Zelle Benutzerdaten umfasst, ob die Segmente des Netzwerks, durch die die Zelle gelaufen ist, eine Überlastung und dergleichen erfahren haben, oder ob die Zelle eine "OAM"-Zelle ist, die zur Steuerung des Netzwerkbetriebs, der Netzwerkverwaltung und der Netzwerkwartung verwendet wird. Das letzte Bit des vierten Bytes ist ein Zellenverlustprioritäts- (CLP) Bit, wobei eine "1" angibt, dass die Zelle im Fall einer Netzwerküberlastung oder dergleichen einem Verwerfen unterliegt. Wenn die VPI- und VCI-Felder lauter Nullen sind, unterscheidet das CLP-Bit zwischen Frei- und Leerzellen. Schließlich umfasst das fünfte Byte des Kopfs Kopffehlerkontroll- (HEC) Daten, die zum Rekonstruieren des Kopfs verwendet werden, wenn ein einzelner Bitfehler innerhalb des Zellenkopfs von irgendeinem der Knoten entlang einer virtuellen Verbindung erfasst wird.
Wie vorstehend erörtert, werden die VPI- und VCI-Informationen, die im Kopf jeder ATM-Zelle enthalten sind, wieder an jedem Knoten aktualisiert, wenn die Zelle ihre virtuelle Verbindung von ihrem Ursprungsquellenknoten zu ihrem letztlichen Zielknoten durchläuft. Insbesondere speichert jeder Knoten VPI- und VCI-Informationen, die jeder virtuellen Verbindung entsprechen, die dann unterstützt wird. Wenn die Sequenz von Knoten, die die virtuelle Verbindung bilden, beim Verbindungsaufbau bestimmt wird, werden die VPI- und VCI-Informationen der eingehenden Zellen von jedem Knoten in Zusammenhang mit den in den Kopf jeder Zelle zu schreibenden entsprechenden VPI- und VCI-Informationen gespeichert, um die Netzwerk-Routinginformationen jeder Zelle zu aktualisieren, wenn jeder Knoten durchlaufen wird.
Das Testinstrument der Erfindung ist daher in der Lage, VPI- und VCI-Informationen von eingehenden Zellen zu untersuchen, um die Zellen zu identifizieren, die zu speziellen virtuellen Verbindungen gehören, z.B. um solche Zellen zu ersetzen, ein oder mehrere Bits davon zu modifizieren oder den Strom von Zellen mit OAM-konfigurierten Zellen zu vermehren, wobei somit ein Strom von Test- oder OAM-Zellen bereitgestellt wird, damit sie von einem zweiten Instrument anderswo in der virtuellen Verbindung ähnlich identifiziert werden. In diesem Fall wird das Testinstrument der Erfindung in der Durchgangsbetriebsart von 3(c) angeschlossen, wobei der ganze Verkehr durch einen speziellen Knoten durch das Testinstrument läuft. Einige oder alle der Zellen von einer speziellen virtuellen Verbindung können beispielsweise erfasst und durch Testzellen ersetzt werden, um die Dienstqualität und andere Eigenschaften zwischen speziellen Knoten im Netzwerk zu überwachen. Alternativ können Leerzellen identifiziert und durch OAM-konfigurierte Zellen ersetzt werden, um eine Auswirkung auf eine in Betrieb befindliche virtuelle Verbindung zu vermeiden, z.B. um das Zellenfehlerverhältnis oder dergleichen zu messen. Die Zellen-Payload-Typ-Informationen, die im PTI-Feld enthalten sind, können vom Instrument der Erfindung an jedem Testzugriffspunkt untersucht werden, um zwischen Benutzer- und OAM-Zellen zu unterschieden. Diese Einrichtung wird von der Erfindung verwendet, um z.B. die Netzwerkleistung in Bezug auf eine spezielle virtuelle Verbindung zu messen, z.B. Zellenverlustverhältnis, Zellenfehleinfügungsrate und dergleichen.
Gegenüberstellung von vermittelten und permanenten virtuellen Verbindungen
Die VPI- und VCI-Informationen sind normalerweise insofern willkürlich, als sie nicht analysiert werden können, um die letztliche Quelle der Zellen zu identifizieren, um die Position einer Zelle in einer Sequenz von Zellen zu identifizieren, oder dergleichen. Die VPI- und VCI-Informationen umfassen auch keinen Identifikator der virtuellen Verbindung an sich. Es ist jedoch für Fachleute zu erkennen, dass bestimmte VPI- und VCI Werte "reserviert" sind, z.B. für Verbindungsaufbaumitteilungen. Kandidatenknoten identifizieren den reservierten VPI und VCI von Verbindungsaufbaumitteilungen, um auf die Verbindungsaufbauabfrage zu reagieren, d.h. festzustellen, ob sie als Teil einer vorgeschlagenen virtuellen Verbindung dienen können. Bestimmte "permanente" virtuelle Verbindungen (im Gegensatz zu "vermittelten" virtuellen Verbindungen, die beim Verbindungsaufbau hergestellt werden, wie beschrieben) können auch durch permanente VPI- und VCI-Zuwei sungen hergestellt werden. Ferner können individuelle Dienstanbieter Teile des VPI-Feldes verwenden, um Dienstniveaus und dergleichen anzugeben.
Testinstrument-Funktionsbeschreibung
5 zeigt ein Blockdiagramm der Hauptkomponenten eines Testinstruments 59 zum Ausführen der gemäß der Erfindung bereitgestellten Funktionen. Die Verarbeitungsschritte, die erforderlich sind, um die verschiedenen Tests auszuführen, die gemäß der Erfindung möglich gemacht werden, werden hauptsächlich durch einen Testprozessor 60 durchgeführt, der Zellen überwacht, die von einem zugehörigen Knoten empfangen werden, und einen Strom von Benuzer- und Testzellen zum Knoten überträgt. Das Testinstrument wird mit dem Netzwerk über einen Netzwerktestzugriffspunkt 61, wie z.B. den Testport 52 von 3(a), verbunden. Wenn es erwünscht ist, kann der Testzugriffspunkt doppelte Sende- und Empfangsports umfassen, um eine bidirektionale Zellenüberwachung zu ermöglichen, wie durch 3(c) gezeigt. Dieselbe Funktionalität kann in vielen Fällen ebenso durch ein Testinstrument mit einzelnem Empfängerport und einzelnem Senderport bereitgestellt werden.
Die durch den Testprozessor 60 auszuführenden speziellen Operationen werden durch einen Benutzer gesteuert, der durch eine Benutzerschnittstelle 62 Befehle liefert, die wiederum durch einen Hauptprozessor 64 mit dem Testprozessor 60 verbunden ist. Der Hauptprozessor 64 versieht den Benutzer beispielsweise mit der Fähigkeit, eine interessierende virtuelle Verbindung festzulegen und die Art von durchzuführendem Test festzulegen. Der Hauptprozessor stellt auch eine beträchtliche Verarbeitungsfähigkeit in Bezug auf Testergebnisse und dergleichen, die durch den Testprozessor 60 empfangen werden, bereit. Testinstrumente mit einer Benutzerschnittstelle, einem Testprozessor und einem Hauptprozessor sind im Allgemeinen bekannt; die Erfindung liegt in diesem Fall im Allgemeinen in den speziellen Funktionen, die durch die Struktur des Testprozessors 60 bereitgestellt werden.
Wie erörtert, identifiziert der Testprozessor 60 spezielle Zellen in einem Strom von Zellen durch Vergleich der VPI- und VCI-Felder jeder Zelle mit Informationen, die im Testprozessor gespeichert sind. Die gespeicherten Informationen werden vom Benutzer geliefert, der (beispielsweise) die Informationen in den Hauptrechner 64 durch eine Tastatur eintippen würde, die die Benutzerschnittstelle 62 umfasst. Der Benutzer kann wiederum die VPI- und VCI-Informationen von einem Systemverwalter erhalten, der diese Informationen jeder neuen virtuellen Verbindung zuweist. Das Instrument kann auch VPIs und VCIs, die für einen Zeitraum empfangen werden, speichern, was eine Liste von aktiven Verbindungen aufbaut. Der Benutzer kann dann eine zur Analyse auswählen. Eine virtuelle Verbindung kann auch insbesondere hergestellt werden, um spezielle Aspekte des Netzwerkbetriebs zu testen, und der VPI und VCI dann zum Benutzer am Testinstrument übertragen werden.
Testprozessor-Blockdiagramm
6 zeigt ein funktionales Blockdiagramm der Hauptkomponenten des Testprozessors 60. Der Testprozessor untersucht jede eingehende Zelle und führt eine geeignete Handlung in Echtzeit, das heißt ohne signifikante Verzögerung von Zellen, eine Langzeitspeicherung oder dergleichen aus. In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform umfasst der Testprozessor 60 ein "eingebettetes Echtzeitsystem" mit einer zweckgebundenen Hardware, wobei eine derzeit bevorzugte Implementierung in 8 genauer gezeigt ist.
Eingehende Zellen werden von einem Empfänger 66 empfangen. Die VPI- und VCI-Felder jeder Zelle werden durch ein Zellenfilter 68 mit VPI- und VCI-Informationen verglichen, die eine interessierende virtuelle Verbindung betreffen, wie vom Benutzer über den Hauptrechner 64 geliefert, der wiederum mit einem Mikroprozessor 84 verbunden ist. Verkehr zwischen einer speziellen Quelle und einem speziellen Zielort kann beispielsweise als ein unannehmbares Zellenfehlerverhältnis oder dergleichen umfassend identifiziert worden sein. Folglich würde das Zellenfilter 68 mit den VPI- und VCI-Informationen der entsprechenden virtuellen Verbindung zum Vergleich mit jenen von eingehenden Zellen beliefert werden, um diejenigen aufzufinden, die zur speziellen interessierenden virtuellen Verbindung gehören.
Wenn eine Entsprechung festgestellt wird, so dass eine Zelle, die zu einer speziellen virtuellen Verbindung gehört, identifiziert wird, wird ein bei 70 angegebenes Testzelleneinfügesignal durch das Zellenfilter 68 zu einer Zellenstrom-Multiplexereinheit 72 geliefert. Die Zellenstrom-Multiplexereinheit 72 wählt eine Testzelle aus einem von mehreren Puffern oder Warteschlangen aus. Eine OAM-konfigurierte Zelle, die von einem OAM-Zellengenerator 74 zum Zellenstrom-Multiplexer 72 geliefert wird, kann beispielsweise zum Einfügen ausgewählt werden. Das heißt, die eingefügte Zelle kann in Abhängigkeit von dem auszuführenden speziellen Test PTI-Informationen umfassen, die die Zelle als OAM-Zelle (siehe 4) identifizieren, oder kann als normale Benuzerzelle konfiguriert sein. Wenn eine als normale Benutzerzelle konfigurierte Testzelle übertragen werden soll, kann der Multiplexer 72 die Testzelle vom Testzellengenerator 76 auswählen. Ein oder mehrere Bits der identifizierten Zelle können auch durch einen Zellenmodifizierer 73, der mit dem Multiplexer 72 verbunden ist, modifiziert werden, um diese Zelle als Testzelle zu konfigurieren.
Der Zellenstrom-Multiplexer 72 wird mit dem Strom von Zellen, die durch den Zellenmodifizierer laufen, über eine erste Leitung 77 beliefert, wobei vom Benutzer konfigurierte Testzellen anstelle von identifizierten Zellen in den Strom von Testzellen von dem Testzellengenerator 76 über eine zweite Leitung 79 und wobei OAM-konfigurierte Testzellen vom Generator 74 über eine dritte Leitung 75 eingefügt werden. Bei Abwesenheit des Testzelleneinfügesignals 70, das heißt, wenn keine Testzelle in den Strom von Zellen eingefügt werden soll, läuft der Strom von Zellen unverändert vom Empfänger 66 durch den Zellenmodifizierer 73 zum Zellenstrom-Multiplexer 72. Der Strom von Zellen fließt vom Multiplexer 72 zu einem Sender 78, wo der Strom von Zellen zur seriellen Übertragung, wie erforderlich, erneut konfiguriert wird und über den Port TX1 zum Netzwerk zurückgeführt wird.
Die durchzuführende spezielle Testoperation wird in Reaktion auf Benutzerbefehle, die zum Hauptprozessor 64 (5) geliefert werden, der wiederum mit dem Mikroprozessor 84 verbunden ist, der Steuersignale zu den Hauptkomponenten des Testprozessors über einen Bus 86 überträgt, gesteuert. Wenn beispielsweise ein Zeitstempel als Teil der Messung der Umlaufzeit einer Testzelle bereitgestellt werden soll, werden diese Informationen in den Payload der Testzelle durch einen Zeitstempelgenerator 82 eingefügt, der stromabwärts des Multiplexers 72 angeschlossen ist, wie gezeigt. Das Testinstrument der Erfindung kann zum Messen verschiedener interessierender Statistiken bei der Überwachung des Netzwerkbetriebs verwendet werden.
Das Zellenfilter 68 kann in mindestens zwei Weisen implementiert werden. Die Basisfunktion des Zellenfilters besteht darin, gespeicherte VPI- und VCI-Informationen, die beispielsweise Zellen darstellen, die zu einer speziellen virtuellen Verbindung gehören, mit dem VPI und VCI jeder eingehenden Zelle zu vergleichen. Wenn Zellen, die zu einer speziellen virtuellen Verbindung gehören, einfach identifiziert werden müssen, z.B. zum Ersetzen oder zur Modifizierung oder zur Messung der Größe und Rate von Bündeln von Zellen von einer speziellen virtuellen Verbindung, kann das Zellenfilter unter Verwendung einer kombinatorischen Logik und von zugehörigen Registern implementiert werden, wie in 8 gezeigt und nachstehend im Einzelnen erörtert. Wenn eine oder mehrere Eigenschaften der Zellen überwacht werden sollen, oder wenn Zellen von einer Anzahl von virtuellen Verbindungen identifiziert werden sollen, ist ein Inhalts-adressierbarer Speicher (CAM), wie in 9 gezeigt, die bevorzugte Implementierung des Zellenfilters 68.
Das OSI-Modell mit sieben Schichten
Der Empfänger 66 und der Sender 78 in 6 führen beide Funktionen durch, die gewöhnlich Teil der "Bitübertragungsschicht" einer Kommunikationsvorrichtung genannt werden. Die Nomenklatur der "Bitübertragungsschicht" bezieht sich auf die erste Schicht eines Industriestandardmodells von Kommunikationen, das als Modell der "Kommunikation offener Systeme" (OSI) bezeichnet wird. Gemäß dem OSI-Modell werden Kommunikationsfunktionen zwischen sieben "Schichten" aufgeteilt, die jeweils Hardware und Software umfassen und Standardschnittstellen aufweisen, die derart definiert sind, dass die Komponenten (Hardware und Software), die jede Schicht implementieren, nach Bedarf ausgetauscht und aufgerüstet werden können, ohne die anderen zu beeinflussen. Die Hauptfunktionen der Bitübertragungsschicht sind die Entrahmung, Entfernung von physikalischem Overhead und Zellenabgrenzung. Die Bitübertragungsschicht identifiziert folglich die Zellen innerhalb des kontinuierlichen Bitstroms, der vom Knoten empfangen wird, und übergibt diese Zellen an die ATM-Schicht. Die Schicht 7, die höchste Schicht im OSI-Modell, wird als Anwendungsschicht bezeichnet und kann beispielsweise die Software bilden, durch die ein menschlicher Benutzer angibt, dass eine Mitteilung gesandt werden soll. Die Schichten 6, 5, 4 und 3 sind zunehmend detaillierte Schichten, deren Besonderheiten für die vorliegende Erfindung nicht von direkter Relevanz sind. Die ATM-Protokollverarbeitung belegt die Sicherungsschicht, die Schicht 2.
7 zeigt ein Beispiel der Anwendung von ATM innerhalb des OSI-Modells. Wie angegeben, ist die unterste Schicht, Schicht 1, die Bitübertragungsschicht. In dem Beispiel von 7 ist diese Bitübertragungsschicht als Sender mit optischer Faser veranschaulicht, der bei 94 angegeben ist. Auf der zweiten oder ATM-Schicht 90 werden ATM-Zellen gemäß dem vom Medium verwendeten speziellen Protokoll erzeugt und formatiert. In diesem Beispiel werden die Zellen zu "Rahmen" formatiert, die einem SONET-Protokoll entsprechen, das üblicherweise auf der Bitübertragungsschicht für die Übertragung über optische Fasern verwendet wird. Insbesondere, wie weiter in 7 angegeben, erzeugen die höheren Schichten 95 einen großen Datenrahmen 96; das heißt, die zu übertragende Mitteilung wird durch die höheren Schichten 95 bereitgestellt. Auf der ATM-Anpassungsschicht 97 wird der Rahmen 96 in 48-Byte-Segmente entsprechend den Payloads von Zellen fragmentiert, wie bei 98 angegeben; Köpfe werden bei 99 hinzugefügt, die die VPI- und VCI Adresseninformationen bereitstellen und die Zellen vervollständigen. Das Beispiel von 7 setzt voraus, dass die Zellen gemäß dem SONET-Protokoll über eine optische Faser übertragen werden sollen. Folglich werden die Zellen in einem SONET-Rahmen bei 92 angeordnet (wobei beispielsweise eine Anzahl von Zellen zwischen SONET-Knoten ohne individuelles Routing übertragen werden kann) und vom Sender 94 auf der Bitübertragungsschicht 93 übertragen, wie angegeben.
Wenn eine Zelle vom Testinstrument empfangen wird, organisiert die Bitübertragungsschichtvorrichtung des Knotens entsprechend den durch das physikalische Medium übertragenen seriellen Strom von Bits als 8 Bit breite mal 53 Bytes lange Zelle, wie in 4 gezeigt.
Auf die Rate abgeglichene Zellenmodifizierung, -ersetzung und -einfügung Die Benutzerzellenmodifizierung, Ersetzung von Benutzerzellen, die als zu speziellen virtuellen Verbindungen gehörend identifiziert werden, und Ersetzung von Leer- oder Freizellen durch Testzellen, die als OAM-Zellen konfiguriert sein können, die alle in einer geeigneten auf die Rate abgestimmten Weise durchgeführt werden sollen, sind spezielle Aufgaben einer Ausführungsform, die außerhalb den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fällt. 8 zeigt ein detailliertes Funktionsblockdiagramm einer Implementierung des Testprozessors, der zum Durchführen der relevanten Funktionen verwendet wird, sowie den Fluss von Zellen und Steuersignalen. Die Implementierung von 8 entspricht im Allgemeinen dem Blockdiagramm von 6; es wird erkannt, dass zahlreiche Alternativen möglich sind.
Wie in 8 gezeigt, werden die eingehenden Daten von einem Bitübertragungsschichtempfänger 66 empfangen. Die Daten werden zu einer Zellenidentifikations- und Filtereinheit 68 geliefert. Wenn eine Entsprechung zwischen einer Zelle und gespeicherten VPI- und VCI-Informationen festgestellt wird, wird ein "VC-Erfasst"-Steuersignal auf der Leitung 100 zu einem Zellenstrom-Multiplexer-Eingangsselektor 136 geliefert. Insbesondere werden ausgewählte VPI- und VCI Werte bei 102 z.B. vom Benutzer über den Mikroprozessor 84 geliefert und im Register 106 gespeichert. (Wenn eine Leer- oder Freizelle ersetzt werden soll, sind diese Werte lauter Nullen, wie angegeben.) Die Zellenidentifikations- und Filtereinheit 68 vergleicht die gespeicherten Zellenidentifikationsinformationen mit den entsprechenden Feldern jeder empfangenen Zelle. Wenn eine Entsprechung festgestellt wird, wird das VC-Erfasst-Signal auf der Leitung 100 geliefert und löst beispielsweise die Modifizierung der Zelle oder ihre Ersetzung durch eine Testzelle aus. Die Zellenidentifikations- und Filtereinheit 68 kann ebenso Leer- oder Freizellen identifizieren und das Einfügen einer OAM-konfigurierten Testzelle an ihrer Stelle auslösen.
In der in 8 gezeigten Ausführungsform ist das Zellenfilter 68 durch eine kombinatorische Logik, das heißt diskrete Schaltungselemente, in diesem Fall 32 Ex klusiv-ODER-Gatter 104, implementiert. Wie Fachleuten gut bekannt ist, liefert das ODER der Ausgangssignale eines Satzes von Exklusiv-ODER-Gattern ein positives aktiv niedriges Ausgangssignal nur dann, wenn alle Eingangssignale in das Exklusiv-ODER-Gatter einem festgelegten Muster entsprechen. In dieser Anwendung werden die ausgewählten VCI/VPI-Werte in einem ersten Eingangsregister 106 gespeichert und bilden einen Satz von Eingangssignalen, die zu den Exklusiv-ODER-Gattern auf einem 32-Bit-Eingangsbus 108 geliefert werden. Die entsprechenden VPI- und VCI Werte von den eingehenden Zellen werden in einem zweiten Eingangsregister 110 gespeichert und werden durch einen zweiten 32-Bit-Eingangsbus 112 zu den Exklusiv-ODER-Gattern 104 geliefert. Wenn alle der in den zwei Registern 106 und 110 gespeicherten Bits übereinstimmen, liefern die Exklusiv-ODER-Gatter 104 32 identische Ausgangssignale zu einem ODER-Gatter 114, das wiederum ein Ein-Bit-Ausgangssignal zu einem Zwischenspeicher 116 liefert. Das "niedrige" Ausgangssignal des Zwischenspeichers 116 umfasst das VC-Erfasst-Signal 100 und wird auch als Feldmodifizierungssteuersignal 118 zu einer Zellenfeldmodifiziererschaltung 120 und zu einem Benutzerzellenzähler 111 geliefert.
Die eingehenden Zellen werden auch durch die Leitung 122 zu einem Pipeline-FIFO-Puffer 124 geliefert, wo sie für eine feste Anzahl von Zellenschlitzen gespeichert werden. Im Fall, dass die Zellen nicht ersetzt oder modifiziert werden sollen, werden sie vom Puffer 124 über eine "Durchgangsmoduszellen"-Leitung 126 zum Zellenstrom-Multiplexer 128 geliefert. Der Multiplexer 128 ist eine Schaltvorrichtung zum Liefern der in jedem Zellenschlitz zu übertragenden Zelle zum Sender 78.
Ob eine spezielle identifizierte Zelle (oder alle einer Gruppe von ähnlichen Zellen) modifiziert oder ersetzt werden soll, wird von einem Signal für zu modifizierende Felder gesteuert, das vom Mikroprozessor 84 auf der Leitung 130 in Reaktion auf Benutzerbefehle geliefert wird. Wenn eine oder mehrere empfangene Zellen in Reaktion auf das Feldmodifizierungssteuersignal 118 und in Reaktion auf das Signal für zu modifizierende Felder auf der Leitung 130 modifiziert werden sollen, wird die dann im Pipeline-FIFO-Puffer 124 gespeicherte Zelle durch eine Leitung 132 für zu modifizierende Zellen zur Zellenfeld-Modifiziererschaltung 120 geleitet. Ein oder mehrere Bits der eingehenden Zelle werden folglich durch die Zellenfeld-Modifiziererschaltung 120 gesetzt, zurückgesetzt oder invertiert und als modifizierte Zelle auf der Leitung 134 zum Multiplexer 128 geliefert.
Wenn zum Vergleich die identifizierten Zellen durch Testzellen ersetzt werden sollen, kann der Multiplexer 128 eine geeignete Testzelle von mehreren Quellen in Reaktion auf ein Eingangsauswahlsignal, das von einem Zellenstrom-Multiplexer-Eingangsselektor 136 wieder in Reaktion auf eine vom Benutzer durchgeführte Testauswahl geliefert wird, auswählen. Wenn beispielsweise eine Leerzelle vom Zellenfilter 68 erfasst wird, wie bei 138 angegeben, kann eine OAM-konfigurierte Testzelle im Zellenstrom anstelle der Leerzelle angeordnet werden. OAM-konfigurierte Testzellen können auch in regelmäßigen Intervallen, die vom Zähler 111 gemessen werden, der einen Zählwert der Benutzerzellen führt, die zwischen OAM-Zellen, die einer speziellen virtuellen Verbindung entsprechen, erfasst werden, in den Zellenstrom eingefügt werden. Ein Test- und/oder ein OAM-Zellengenerator 140 liefert eine Sequenz von Testzellen, die als Benutzer- oder OAM-Zellen konfiguriert sein können, zu einer Test- und/oder OAM-Zellen-FIFO-Warteschlangeneinheit 142. Die Test- und/oder OAM-Zellen werden über eine Leitung 144 zum Multiplexer 128 geliefert. Alternativ kann eine Scheintestzelle von einem Puffer 146 zum Multiplexer 128 geliefert werden, falls keine Testzelle gegenwärtig von der Warteschlangeneinheit 142 verfügbar ist.
Wenn beispielsweise eine spezielle virtuelle Verbindung als Probleme erfahrend identifiziert wurde, werden die VPI- und VCI-Felder jeder Zelle durch das Zellenidentifikationsfilter 68 untersucht, um Zellen von dieser speziellen virtuellen Verbindung zu identifizieren. Das "VC-Erfasst"-Signal, das die Erfassung einer Übereinstimmung angibt, wird zum Zellenstrom-Multiplexer-Eingangsselektor 136 geliefert. Der Zellenstrom-Multiplexer-Eingangsselektor 136 wird auch mit einem Zelle-Verfügbar-Signal auf der Leitung 137 von der Test/OAM-Zellen-FIFO-Warteschlange 142 beliefert. Wenn sowohl die VC-Erfasst- als auch Zelle-Verfügbar-Signale auf den Leitungen 100 bzw. 137 aktiv sind, leitet der Multiplexer 128 eine Testzelle von der Testzellenwarteschlange 142 anstelle der entsprechenden Benutzerzelle in den Strom von Durchgangsmoduszellen auf der Leitung 126 ein, wodurch die Benutzerzelle ersetzt wird.
Wenn eine Benutzereingabe geliefert wurde, die angibt, dass die OAM-konfigurierten Testzellen übertragen werden sollen, wenn es möglich ist, wenn sowohl das Leerzelle-Erfasst-Signal als auch das Zelle-Verfügbar-Signal auf den Leitungen 138 bzw. 137 aktiv sind, leitet der Multiplexer 128 ebenso eine OAM-konfigurierte Zelle von der OAM-Zellenwarteschlange 142 anstelle der entsprechenden Leerzelle in den Strom von Durchgangsmoduszellen ein, wodurch eine OAM-konfigurierte Testzelle in den Zellenstrom eingefügt wird. OAM-Zellen können auch in vom Zähler 111 bestimmten regelmäßigen Intervallen übertragen werden, wie nachstehend weiter erörtert.
Wie angegeben, werden Scheintestzellen, die im Puffer 146 gespeichert sind, vom Multiplexer 128 ausgewählt, um fallen gelassene Benutzerzellen zu ersetzen, wenn der Test- und/oder OAM-Zellengenerator 140 zur Zellenerzeugung mit der Rate der abgezweigten virtuellen Verbindung nicht in der Lage ist.
Schließlich leitet bei Abwesenheit entweder des VC-Erfasst- oder Leerzelle-Erfasst-Signals der Multiplexer 128 die empfangenen Durchgangsmoduszellen vom Zellen-Pipeline-FIFO-Puffer 124 ungeändert zum Bitübertragungsschicht-Sender 78.
In einigen Fällen bildet die Änderung von einem oder mehreren Bits einer speziellen Zelle oder von speziellen Zellen innerhalb einer virtuellen Verbindung diese Zelle zu einer Testzelle für die Zwecke der vorliegenden Erfindung. Ein Kopfbit kann beispielsweise geändert werden, um die Kopffehlererfassungs- und Korrektureinrichtung des nächsten Knotens zu testen. Dazu wird eine Zellenfeld-Modifizierungseinheit 120 bereitgestellt. Die Zellenfeld-Modifizierungseinheit 120 ist zwischen dem Zellen-Pipeline-FIFO-Puffer 124 und dem Zellenstrom-Multiplexer 128 angeschlossen, wie gezeigt. Jede vom Testprozessor empfangene Zelle wird im Zellen-Pipeline-FIFO-Puffer 124 für eine feste Anzahl von Zellenschlitzen gespeichert, während die Zelle gleichzeitig vom Zellenfilter 68 untersucht wird, bis es Zeit ist, dass die Zelle übertragen wird. Eine geänderte oder Ersatztestzelle wird übertragen, wie vorstehend, oder die im Zellen-Pipeline-FIFO-Puffer 124 gespeicherte Zelle wird unverändert übertragen. Wie angegeben, können ein oder mehrere Bits durch die Zellenfeld-Modifizierungseinheit 120 geändert werden, wobei dies ausreicht, um die modifizierte Zelle als geeignete Testzelle zu bilden.
Wie angegeben, wird schließlich ein kontinuierlicher Strom von ATM-Zellen zwischen jedem verbundenen Paar von Knoten zu irgendeiner gegebenen Zeit übertragen, wobei jede Zelle einen Zellenschlitz, das heißt eine Zeiteinheit, belegt. Damit das System synchronisiert bleiben kann, ist es wichtig, dass ein kontinuierlicher Strom von Zellen übertragen wird. Wenn kein Benutzerverkehr zu übertragen ist, können "Leer"- oder "Frei"-Zellen übertragen werden; solche Leer- und Freizellen umfassen eine Angabe in ihren Köpfen, dass sie keine Benutzerdaten enthalten, d.h. ihr VPI und VCI sind lauter Nullen. Solche Zellen sind die erste Wahl für das Ersetzen durch OAM-konfigurierte Testzellen gemäß der Erfindung. Die Verwendung von OAM-konfigurierten Testzellen wird nachstehend weiter erörtert.
In Zusammenfassung der Operation des Instruments gemäß der Ausführungsform werden alle Zellen, die durch einen speziellen Knoten laufen, durch das Zellenfilter 68 untersucht. Die Zellen von einer oder mehreren virtuellen Verbindungen werden durch Testzellen ersetzt, ein oder mehrere Bits können von ihnen modifiziert werden, ein Zeitstempel kann in sie eingefügt werden, sie können mit OAM-Zellen vermehrt oder als diese neu konfiguriert werden, in ihre Payloads können individuelle Identifikatoren eingefügt werden, oder dergleichen. Damit die Netzwerksynchronität nicht gestört wird, werden alle Zellen, die durch den Knoten laufen, um einen gleichen endlichen deterministischen Zeitraum verzögert, typischerweise vier Zellenschlitze, um Zeit beispielsweise für das Ersetzen von identifizierten Zellen durch Testzellen gemäß der Erfindung zu schaffen. Aus diesem Grund werden Zellen, die unbeeinflusst durch den Knoten laufen sollen, sowie zu modifizierende Zellen im Zellen-Pipeline-FIFO-Puffer 124 gespeichert, so dass sie zur geeigneten Zeit übertragen werden können.
In Abhängigkeit von der in den Zellenstrom einzufügenden speziellen Testzelle, wie vorstehend angegeben, kann entweder ein einzelnes Bit einer empfangenen Zelle geändert werden, mehrere Bits können geändert werden oder die ganze Zelle kann fallen gelassen und durch eine vorbestimmte Testzelle ersetzt werden. Üblicherweise, aber nicht in jedem Fall werden solche vorbestimmten Testzellen als OAM-Zellen konfiguriert, da OAM-Zellen in eine in Betrieb befindliche virtuelle Verbindung eingefügt werden können, ohne die Übertragung von Benutzerzellen zu beeinflussen. Testzellen können in Abhängigkeit von dem durchzuführenden Test auch als Benutzerzellen oder als Ressourcenverwaltungs- (RM) Zellen konfiguriert werden. RM-Zellen können zur Erkennung an einem als virtuelle Quelle/virtueller Zielort (VS/VD) fähigen Knoten innerhalb des Netzwerks übertragen werden. Ein VS/VD-fähiger Knoten hat die Fähigkeit, RM-Zellen in einer Schleife zurückzuführen (d.h. sie zum Knoten, von dem sie empfangen wurde, zurück zu senden). Verschiedene Tests können daher unter Verwendung eines einzigen Instruments gemäß der Ausführungsform durch vernünftige Auswahl von RM-konfigurierten Testzellen ausgeführt werden.
Wenn eine spezielle Zelle im Strom von Zellen durch das Zellenidentifikationsfilter 68 identifiziert wird, kann folglich die Zelle, die gleichzeitig im Zellen-Pipeline-FIFO-Puffer gespeichert wurde, in einer Zellenfeld-Modifizierungseinheit 120 in Reaktion auf ein Feldmodifizierungssteuersignal 118 geändert werden, oder die Zelle kann vollständig verworfen und in Reaktion auf das VC-Erfasst-Signal 100 ersetzt werden. Im letzteren Fall kann eine Test- und/oder OAM-Zelle aus einer bei 142 gespeicherten Warteschlange davon, die von einer Test- und/oder OAM-Zellen-Generatoreinheit 140 erzeugt wurde, ausgewählt werden. In Reaktion auf die empfangenen Steuersignale wählt der Zellenstrom-Multiplexer 128 für jeden Zellenschlitz die im Zellen-Pipeline-Puffer 124 gespeicherte ursprüngliche Zelle, eine von der Zellenfeld-Modifizierungseinheit 120 empfangene geänderte Zelle, eine Testzelle oder eine OAM-Zelle, die von der Warteschlange 142 empfangen wird, oder eine Scheintestzelle vom Puffer 146 aus. Die ausgewählte Zelle wird zur erneuten Serialisierung und Übertragung zum Knoten zum Sender 78 geleitet, damit sie in das Netzwerk in der Sequenz freigegeben wird.
Wichtige Merkmale dieser Ausführungsform sind die Erfassung von speziellen Zellen (Identifikation von entweder Zellen, die zu einer interessierenden virtuellen Verbindung gehören, oder von Leer- oder Freizellen) durch das Zellenfilter 68 und die Steuerung in Reaktion auf Benutzerbefehle der Optionen des Leitens der Zelle unverändert durch das Instrument, des Modifizierens der Zelle oder Fallenlassens der Zelle und Einfügens einer Testzelle. Diese Funktionen werden in Reaktion auf das Feldmodifizierungssteuersignal 118 und das VC-Erfasst-Steuersignal 100, die zum Multiplexer 128 geliefert werden, beide in Reaktion auf die Benutzereingabe ausgewählt.
Es ist zu erkennen, dass die Funktion des Zellenfilters 68 in der in 8 gezeigten Ausführungsform einfach darin besteht, diejenigen empfangenen Zellen mit VPI- und VCI-Informationen, die den gespeicherten entsprechenden Daten entsprechen, zu identifizieren, oder ähnlich Leer- oder Freizellen zu identifizieren. Unter diesem Umstand ist die Exklusiv-ODER-Ausführungsform des Zellenfilters 68 angemessen. Wenn jedoch eine Anzahl von virtuellen Verbindungen eine gleichzeitige Überwachung erfordern kann oder wenn mehrere Eigenschaften der Zellen überwacht werden sollen, beispielsweise um bestimmte Statistiken zu messen, die den Gesamtbetrieb der Verfahren angeben, wird das Zellenfilter vorzugsweise durch einen Inhalts-adressierbaren Speicher (CAM) implementiert. Wie für Fachleute verständlich ist, besitzt ein CAM die Fähigkeit zum gleichzeitigen Vergleichen von Eingangsdaten, die zu einem Comparandregister geliefert werden, mit einer Anzahl von gespeicherten Werten und zum Ausgeben von Entsprechungssignalen und/oder -daten in Reaktion auf den Vergleich. Die Verwendung eines CAM stellt daher eine signifikante zusätzliche Flexibilität für das Instrument der Erfindung bereit und ist in zahlreichen Ausführungsformen derselben in Abhängigkeit von den vom Instrument durchzuführenden exakten Funktionen bevorzugt. 9 und 10, die nachstehend erörtert werden, stellen einen CAM dar – der eine Ausführungsform des Instruments enthält, wie zur Überwachung einer Statistik des Betriebs des Netzwerks verwendet.
Verwendung bei der Überwachung der Netzwerkleistung
Wie vorstehend erwähnt, ist eine Anzahl von Parametern, die den Netzwerkbetrieb beschreiben, von Interesse, insbesondere bei der Überwachung, ob der bereitgestellte Dienst die Dienstqualitätsstandards erfüllt. Parameter des Netzwerkbetriebs, die für solche Bestimmungen relevant sind, umfassen unter anderem die Messung der Zellenübertragungsverzögerung, der Zellenverzögerungsvariation, des Zellenfehlerverhältnisses, des Zellenverlustverhältnisses und der Zellenfehleinfügungsrate.
Der gerade erörterte auf die Rate abgestimmte Zellenidentifikations-, -ersetzungs-, -modifizierungs- oder -einfügeprozess wird beim Messen von vielen dieser Parameter verwendet. Eine spezielle virtuelle Verbindung kann beispielsweise eine sehr große Anzahl von Zellen umfassen, die zwischen einer speziellen Ursprungsquelle und einem letztlichen Zielort übertragen werden. Es ist nicht möglich, beispielsweise die Zellenübertragungsverzögerung zu messen, ohne eine spezielle der Zellen zu identifizieren und ihre spezielle Verzögerung zu messen. Aus diesem Grund ist das Testinstrument mit der Fähigkeit versehen, die Zellen von dieser virtuellen Verbindung durch Testzellen mit Identifikatoren, Abgangszeit-Zeitstempeln und Sequenznummern zu ersetzen. Ein zweites Testinstrument kann individuelle Testzellen identifizieren, beispielsweise um einen Ankunftszeit-Zeitstempel anzuhängen, und die Zellenübertragungsverzögerung durch Berechnen der Differenz zwischen den zwei Zeitstempeln messen. Eine Anzahl von ähnlichen Tests kann in Bezug auf aufeinander folgende Zellen von einer speziellen virtuellen Verbindung durchgeführt werden und die Ergebnisse verglichen werden, um die Zellenverzögerungsvariation zu messen, ein sehr wichtiger Parameter bei der Sprach- und Videoübertragung, wie angegeben.
Die Testzelle wird an einem zweiten interessierenden Knoten durch ein zweites im Allgemeinen ähnliches Testinstrument identifiziert, das ebenso die Köpfe jeder Zelle überwacht, um Zellen zu erfassen, die zur virtuellen Verbindung gehören, und dann beispielsweise den Kopf und wahlweise einen Teil des Payload zur Identifikation einer Test- oder OAM-Zelle untersucht. Ein Strom von Benutzerzellen, die durch das Testinstrument der Erfindung fließen, kann beispielsweise unter Verwendung der Zellenfeld-Modifiziererschaltung modifiziert werden, indem alle Zellenverlustprioritäts- (CLP) Bits auf 1 gesetzt werden.
Andere Modifizierungen sind auch möglich. Wie angegeben, können beispielsweise individuelle Zellenidentifikatoren zu den Payloads von Testzellen hinzugefügt werden und von einem ähnlichen Instrument erfasst werden, wobei effektiv individuelle Zellen durch das Netzwerk verfolgt werden. Um die Notwendigkeit für die Unterscheidung solcher Testzellen, die als Benutzerzellen konfiguriert sind, von tatsächlichen Benutzerzellen zu vermeiden, kann ein Test in Bezug auf spezielle virtuelle Verbindungen nur dann durchgeführt werden, wenn sie außer Betrieb sind, d.h. vollständig konfiguriert, aber nicht zur Übertragung von Benutzerzellen in unmittelbarem Gebrauch sind.
Überblick über die OAM-Leistungsverwaltungsverarbeitung
Wie vorstehend erörtert, werden bestimmte Zellen, die im Netzwerk bereitgestellt werden, OAM- (Operations-, Verwaltungs- und Wartungs-) Zellen genannt. Verschiedene Arten von OAM-Zellen werden definiert – Leistungsverwaltung (PM), Fehlerverwaltung (FM) und andere. Bits im PTI-Feld des Kopfs werden gesetzt, um die OAM-Zellen zur Identifikation durch die Knoten zu identifizieren. Diese OAM-Zellen enthalten folglich keine Benutzerdaten, sondern umfassen Payload-Informationen, die für andere Zwecke bereitgestellt werden.
Wie angegeben, umfassen OAM-Zellentypen Leistungsverwaltung (PM), Fehlerverwaltung (FM) und andere Typen. Die verschiedenen Typen von OAM-Zellen werden von den Knoten unterschiedlich erfasst und behandelt. OAM-FM-Zellen werden beispielsweise von den Knoten aus dem Weg, der von Benutzerquellen durchquert wird, entfernt; folglich würden beispielsweise Messungen der Zellenverzögerung, die unter Verwendung von Testzellen bestimmt wird, die als OAM-FM-Zellen konfiguriert sind, die von den Benutzerzellen erfahrenen Zellenverzögerungen nicht genau verfolgen. OAM-PM-Zellen durchlaufen zum Vergleich denselben Weg wie Benutzerzellen und eine unter Verwendung von Testzellen, die als OAM-PM-Zellen konfiguriert sind, durchgeführte Messung repräsentiert die Übertragung von Benutzerzellen.
OAM-konfigurierte Testzellen können z.B. zwischen Zwischenknoten übertragen werden, um Zellenverlustverhältnisse in regelmäßigen Intervallen zwischen den ausgewählten Knoten zu messen. OAM-PM-Zellen wären für diesen Zweck normalerweise bevorzugt. Ein Instrument gemäß der Ausführungsform, das mit einem gegebenen Knoten verbunden ist, kann beispielsweise eine OAM-Zelle nach beispielsweise jeweils 256 Benutzerzellen, die zu einer spezifizierten virtuellen Verbindung gehören, übertragen, und ein zweites Instrument, das mit einem Empfangsknoten verbunden ist, kann die empfangenen Zellen in Bezug auf diese vir tuelle Verbindung zwischen der Erfassung von OAM-Zellen zählen. Wenn das Ergebnis nicht 256 ist, scheint es, dass eine Zelle verloren gegangen ist oder falsch eingefügt wurde.
Insbesondere kann ein Benutzerzellenzähler 111 verwendet werden, um die empfangenen Benutzerzellen in Bezug auf eine spezielle virtuelle Verbindung zu zählen und zu veranlassen, dass der Multiplexer 128 eine OAM-konfigurierte Testzelle zur Übertragung in regelmäßigen Intervallen, z.B. alle 256 Zellen, auswählt, wie angegeben. Unter vielen Umständen sind die Zellen, die der 256. Benutzerzelle unmittelbar folgen, auch Benutzerzellen und eine Leerzelle oder Freizelle, wie es normalerweise für das Einfügen von OAM-konfigurierten Testzellen bevorzugt ist, steht nicht zur Verfügung. Um eine Störung des Benutzerverkehrs zu vermeiden, können die 256. und alle anschließenden Benutzerzellen um einen Zellenschlitz verzögert werden, um das Einfügen der OAM-Zelle zu gestatten. Der "verlorene" Zellenschlitz kann bei der Erfassung der nächsten Freizelle zurückgewonnen werden. In belegten virtuellen Verbindungen kann dies jedoch eine gewisse Zeit dauern. Eine Alternative besteht darin, eine OAM-Zelle anstelle der nächsten erfassten Freizelle zusammen mit einer Angabe der vom Zähler 111 in dem Intervall seit der Übertragung der vorherigen OAM-konfigurierten Testzelle gezählten aktuellen Anzahl von Benutzerzellen zu übertragen. Das Empfangsinstrument kann dann den gelieferten Zählwert mit seinem eigenen ähnlichen Zählwert der von dieser virtuellen Verbindung empfangenen Zellen zwischen aufeinander folgenden OAM-Zellen vergleichen.
Verwendung bei der Messung der Umlaufzeit
Fachleute werden wissen, dass als "virtuelle Quelle/virtueller Zielort" (VS/VD) fähige Knoten verfügbar sind, wobei Zwischenknoten in gewisser Hinsicht betrieben werden können, als ob sie eine Ursprungsquelle oder letztliche Zielorte wären, wobei das Netzwerk effektiv segmentiert wird. Die Umlaufzeit kann zwischen solchen VS/VD-fähigen Knoten im Wesentlichen unter Verwendung des gerade beschriebenen Prozesses gemessen werden. Das heißt, zwei Testinstrumente werden mit zwei VS/VD-fähigen interessierenden Knoten verbunden und Zellen mit Zeitstempeln werden an einem ersten VS/VD-fähigen Knoten abgesandt, zu ei nem empfangenden VS/VD-Knoten in einer Schleife zurückgeführt und am ersten erfasst, um die Umlaufzeit der Mitteilung zwischen den zwei Knoten zu messen. Die Fähigkeit zur Identifikation spezieller Zellen, die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, ist für eine solche Testfähigkeit wesentlich. Die Umlaufzeit (RTT) kann auch zwischen einer ATM-Quelle und einem virtuellen Zielort wie z.B. einem VS/VD-fähigen Knoten oder zwischen einer virtuellen ATM-Quelle, wieder einem VS/VD-fähigen Knoten und seinem Zielort gemessen werden.
Verwendung des Instruments zur Statistikmessung
a. Mikrosequenzing-Technologie
9 und 10 stellen Details einer Implementierung des Instruments der Erfindung bereit, das zum Messen bestimmter Statistiken verwendet wird, die bei der Überwachung der Gesamtleistung des ATM-Netzwerks wichtig sind. 9 zeigt diesen Testprozessor, der einen Mikrosequenzer 200 umfasst. Wie in 10 gezeigt, besteht ein Mikrosequenzer 200 typischerweise aus einem Steuerspeicher 202, der ein Mikroprogramm speichert, das aus Routinen besteht, und einer Adressenerzeugungsschaltung 204. Jede gespeicherte Routine besteht aus einem Satz von Mikroanweisungen, die zum Durchführen einer Aufgabe zweckgebunden sind. Jede Mikroanweisung besitzt zwei Komponenten, einen Teil, der eine Mikrooperation ausführt, und einen anderen Teil, der zum Adressengenerator 204 zurückgeführt wird, um die nächste Mikroanweisung auszuwählen. Die Adressenerzeugungsschaltung 204 liefert dann die nächste Adresse zum Steuerspeicher 202, der die nächste Mikroanweisung liefert, und so weiter. Die anfänglichen "Vektor"-Eingaben in den Adressengenerator 204 stammen von externen Schaltungen, die eine vollständige oder eine teilweise Startadresse zum Mikrosequenzer liefern. Das Rückkopplungssignal beeinflusst auch die Wahl der nächsten Adresse. Das Rückkopplungssignal kann beispielsweise verursachen, dass der Adressengenerator 204 die vorherige Adresse inkrementiert, um auf die nächste Mikroanweisung zuzugreifen, oder zu einer neuen Adresse im Steuerspeicher 200 springt.
Wie in einer bevorzugten Implementierung der vorliegenden Erfindung verwendet, empfängt ein Mikrosequenzer 200 Vektoreingaben von einem CAM. (Siehe 9.) Die Vektoren werden zu einem Adressengenerator 204 in Reaktion auf eine Untersuchung jeder eingehenden Zelle geliefert, um die korrekte Startadresse in einem Steuerspeicher 202 auszuwählen. Der Steuerspeicher 202 liefert folglich Mikroanweisungen, die das Inkrementieren von geeigneten Speicherstellen entsprechend den Zellentypen, Typen von virtuellen Verbindungen und Verbund-Netzwerkzellentypen entsprechend der Zellenidentifikation steuern. Tabelle I stellt eine beispielhafte Liste aller Typen von Zellen bereit, hinsichtlich derer Statistiken gemäß einer Implementierung der Erfindung geführt werden.
Insbesondere stellt der Steuerspeicher 202 Zählungsoffset-, Vorwärtszählersteuer- und Rückkopplungssignale bereit. Das Zählungsoffset-Signal bildet den niedrigstwertigen Teil der Adresse für eine Speichervorrichtung, die laufende Summen der Zählungen speichert, das heißt das Zählungsoffset-Signal spezifiziert die Adresse des (der) zu inkrementierenden gespeicherten Zählwerts (Zählwerte). Das Inkrementsteuersignal initiiert den Prozess des Inkrementierens des durch das Zählungsoffset-Signal adressierten Zählwerts. Das Rückkopplungssignal wird zum Adressengenerator 204 geliefert, um die Adressierung der nächsten Mikroanweisung im Steuerspeicher 202 zu steuern.
b. Statistikprozessor
9 stellt ein Blockdiagramm der Hauptkomponenten des Testprozessors 60, wie in einem Instrument verwendet, das Statistik-Verarbeitungsfunktionen gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert, bereit. Eine ATM-Bitübertragungsschicht-Vorrichtung 210 wird verwendet, um Zellen aus der Bitübertragungsschicht des Netzwerks zu gewinnen. Die Bitübertragungsschicht-Vorrichtung 210 liefert bestimmte Indikator-Steuersignale zu einer Steuereinheit 212. Diese Signale geben das Auftreten von bestimmten Fehlerarten an, einschließlich Zellen-Payload-Übertragungs- (CRC-10) Fehlern, die unter Verwendung von Bits für eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) erfasst werden, korrigierbarer oder unkorrigierbarer Fehler im Kopf, die beide unter Verwendung von Kopffehlerkontroll- (HEC) Bits (4) erfasst werden, oder des Verlusts einer Zellenabgrenzung (d.h. Unfähigkeit, die Anfänge und Enden von aufeinander folgenden Zellen aufzufinden). Ein Zellenabgrenzungs-Verlustsignal hält die ganze Verarbeitung des Statistikprozes sors an, bis Zellenabgrenzung wieder hergestellt ist. Angaben für unkorrigierbare und korrigierbare HEC-Fehler werden zum Mikrosequenzer 200 weitergeleitet, damit sie gezählt werden; Indikatoren für unkorrigierbare HEC-Fehler machen ferner den vom CAM an allen Zellen ausgeführten Filterprozess ungültig, so dass keine weiteren Zähler in Bezug auf diese spezielle Zelle inkrementiert werden. CRC-10-Zellen-Payload-Fehler, das heißt Signale, die die Erfassung von Fehlern im Zellen-Payload angeben, werden auch vom Mikrosequenzer 200 gezählt und deaktivieren die den Zellen-Payloads zugeordneten Zählungen, z.B. die von verschiedenen Untertypen von OAM-Zellen, RM-Zellen und AAL3/4-Zellen gehaltenen Zählungen, wobei sich die letzteren auf bereitgestellte Dienstklassen beziehen.
Die Steuereinheit 212 kann als Zustandsmaschine, d.h. eine Reihe von logischen Elementen, die so angeordnet sind, dass sie entlang möglicher vorbestimmter Wege schreiten und spezifizierte Ausgangssignale in jeder Stufe in Reaktion auf Sätze von speziellen Eingangswerten aufweisen, implementiert werden. Die von der Steuereinheit 212 gelieferten Ausgangssignale können ein Vergleichsfreigabesignal, das den Vergleich von gültigen empfangenen Zellendaten mit gespeicherten Kategorien von Daten durch den CAM 214 steuert, und ein Operationsfreigabesignal, das zum Mikrosequenzer 200 geliefert wird, wie gezeigt, umfassen. Die Steuereinheit 212 kann auch HEC-Fehlersignale, CRC-Fehlersignale und dergleichen zum Zählen zum Mikrosequenzer 200 leiten.
Jede empfangene Zelle wird in einem FIFO-Pufferspeicher 216 zur Vorbereitung auf die Zellenfilterung durch einen Inhalts-adressierbaren Speicher (CAM) 214 gespeichert. Der CAM 214 filtert effektiv die Zellen, um diejenigen von speziellem Interesse zu identifizieren. Wie vorstehend erörtert, werden die Zellenidentifikation und -filterung durch Liefern eines Teils jeder Zelle (in einer bevorzugten Ausführungsform einschließlich des VPI und VCI, des Payload-Typ-Identifikators und der Zellenverlustprioritätsbits und eines Teils des Zellen-Payload) zum Comparand-, d.h. Adressen-, Register des CAM 214 durchgeführt. Zellenidentifikationsinformationen, wieder zumindest der VPI und VCI von Zellen, die zu interessierenden virtuellen Verbindungen gehören, werden im CAM 214 typischerweise in Reaktion auf eine Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle 62 (6), die zum CAM über die eingebettete Prozessorsteuereinheit 224 geliefert wird, wie bei 225 angegeben, gespeichert.
Der CAM 214 stellt fest, ob die entsprechenden Bits von jeder empfangenen Zelle mit irgendwelchen der im CAM gespeicherten Informationen übereinstimmen. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, die beispielsweise die Erfassung einer von einer speziellen interessierenden virtuellen Verbindung empfangenen OAM-Zelle angibt, werden ein VC-Bereichsindex-Signal und ein Zählvektorsignal vom CAM 214 geliefert, das heißt diese Signale bilden das zugehörige Datenfeld des abgeglichenen Eintrags. Das Zählvektorsignal wird von einem Ratenabkopplungs-FIFO 218 gespeichert und wird zu einem Eingangssignal in einen Adressengenerator 204, den der Mikrosequenzer 200 umfasst (siehe 10); das heißt, das Zählvektorsignal wird zu einem Vektoreingangssignal, das eine Mikrosequenzer-Subroutine auswählt, die zum Inkrementieren der entsprechenden Zählerwerte erforderlich ist. Das VC-Bereichsindex-Signal ist effektiv eine komprimierte Version der VCI/VPI Adresse und wird verwendet, um einen Speicherbereich in einem Doppelport-Random-Access-Speicher (DPRAM) 220 auszuwählen. Der DPRAM 220 enthält die Zählwerte, die verwendet werden, um Netzwerkbetriebsstatistiken aufzuzeichnen; auf alle diejenigen, die einer speziellen virtuellen Verbindung zugeordnet sind, wird durch das VC-Bereichssignal zugegriffen, wobei individuelle Zählwerte durch das Zählungsoffset-Signal ausgewählt werden. Anders ausgedrückt, das VC-Bereichsindex-Signal wird verwendet, um den Bereich im Speicher 220 auszuwählen, der Zähler für den Verbund-Netzwerkverkehr hält. Es ist zu erkennen, dass die Anzahl von virtuellen Verbindungen, die unterstützt werden können, durch die Größe des VC-Bereichsindex begrenzt ist, z.B. unterstützt ein 8-Bit-VC-Bereichsindex-Signal das gleichzeitige Halten von Zählwerten in Bezug auf jede von bis zu 256 virtuellen Verbindungen.
Der Mikrosequenzer 200 arbeitet zum Führen von verschiedenen Statistiken, die vom Doppelport-Random-Access-Speicher (DPRAM) 220 gespeichert werden, durch Erzeugen der geeigneten Zählungsoffset-Adressen, die den zu inkrementierenden statistischen Zählwerten entsprechen, was verursacht, dass die vorher gespeicherten Zählwerte aus den adressierten Speicherstellen im DPRAM 220 gelesen und über einen 16-Bit-Datenbus 221 zu einem Vorwärtszähler 222 zum Inkrementieren geliefert werden. Die inkrementierten Werte werden dann wieder an ihren ursprünglichen Stellen im DPRAM 220 gespeichert.
Eine eingebettete Prozessorsteuereinheit 224 gewinnt die gespeicherten Ergebnisse aus dem DPRAM 220 periodisch in Reaktion auf ein Umschaltsignal, das von einem Ergebnisaktualisierungsintervall-Zeitgeber 226 geliefert wird. Bei der Überwachung eines Netzwerks mit 155,52 Mbps muss beispielsweise das Ergebnisaktualisierungsintervall (d.h. das Intervall, in dem die gespeicherten Werte gelesen und auf Null zurückgesetzt werden) mindestens gleich 8 Zyklen pro Sekunde sein, um sicherzustellen, dass keiner der vom DPRAM 220 gespeicherten 16-Bit-Zählerwerte überläuft. Einstellungen auf Zählerwertgrößen im DPRAM 220 und Ergebnisaktualisierungsintervalle sind erforderlich, um Netzwerke mit niedrigerer oder höherer Geschwindigkeit zu unterstützen.
Wie angegeben, ist der DPRAM 220 bankgeschaltet, das heißt zwei Kopien von allen gezählten Werten werden vom DPRAM entsprechend den überwachten virtuellen Verbindungen gehalten. Jede Kopie belegt eine andere Bank. Dies ermöglicht, dass der Mikrosequenzer 100 weiterhin Zählerwerte in einer Bank inkrementiert, während die eingebettete Prozessorsteuereinheit 224 die Ergebnisse von der anderen Bank gewinnt. Wie angegeben, bewirkt ein Taktsignal vom Ergebnisaktualisierungsintervall-Zeitgeber 226, dass die Banken umschalten.
Die überwachten Zählwerte, das heißt die Statistiken, die geführt werden, werden typischerweise verwendet, um die Netzwerknutzung wie z.B. die Anzahl von Zellen mit hoher Priorität, die in Bezug auf jede überwachte virtuelle Verbindung empfangen werden, zu verfolgen. Die folgende Tabelle I identifiziert einen Satz von Statistiken, die geführt werden können, für die Überwachung des Betriebs des Netzwerks gemäß der Erfindung.
Wie durch die drei Spalten von Tabelle I angegeben, werden Zellentypstatistiken für jede virtuelle Verbindung (VC) (Spalte 1) für reservierte VCs, für die Überwachung der Verwendung von reservierten VCs (z.B. für Verbindungsaufbaumitteilungen, OAM-Zellen und dergleichen (Spalte 2) und insgesamt (Spalte 3) geführt. Die aufgelisteten und durch die Zähleroffsetadresse ausgewählten individuellen Zellentypen in jeder Zeile der Tabelle sind durch die vorstehend erwähnten ATM-Veröffentlichungen identifiziert und sind Fachleuten vertraut.
Die in Tabelle I enthaltenen Zählwerte werden im Testprozessor 60 von 5 gesammelt und als Testergebnisse zum Hauptprozessor 64 in regelmäßigen Zeitintervallen geleitet. Der Hauptprozessor 64 addiert Testergebnisse vom letzten Zeitintervall zu vorher gesammelten Ergebnissen. Außerdem führt der Hauptprozessor 64 verschiedene arithmetische Operationen wie z.B. Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren oder Dividieren von Kategorien von Ergebnissen durch, um andere Ergebniskategorien abzuleiten. Der Hauptprozessor 64 filtert und formatiert dann die Testergebnisse und leitet Test- und Messinformationen zur Benutzerschnittstelle 62.

Das Folgende ist ein Beispiel der Ergebnisverarbeitung, die vom Testinstrument der Erfindung bereitgestellt werden kann. Wie in den ersten zwei Zeilen von Tabelle I gezeigt, werden entsprechend den Zähleroffsetadressen 0 und 1, CLP = 0 und CLP = 1, Zählwerte (das heißt Zählwerte von Zellen, deren CLP-Bit auf 0 bzw. 1 gesetzt ist) in Bezug auf eine spezielle VC in Spalte 1 gesammelt; diese Kategorie wird daher Zellentypzähler genannt, der für jede VC-Bereichsadresse geführt wird. Die Informationen werden im DPRAM 220 von 9 während des durch den Ergebnisaktualisierungsintervall-Zeitgeber 226 gesteuerten Zeitintervalls gespeichert. Am Ende des Ergebnisaktualisierungsintervalls, wie vom Zeitgeber 226 gesteuert, werden die Zählwerte von CLP = 0 und CLP = 1 (und andere) von der eingebetteten Prozessorsteuereinheit 224 gelesen und zu den entsprechenden vorherigen Zählwerten von CLP = 0 und CLP = 1 addiert. Die neuen Zählwerte von CLP = 0 und CLP = 1 werden zusammenaddiert, um einen gesamten VC-Zellenzählwert abzuleiten. Der Zählwert von CLP = 0 wird durch den gesamten VC-Zellenzählwert dividiert und mit 200 multipliziert, um den Prozentsatz von Zellen mit hoher Priorität abzuleiten. Der Prozentsatz von Zellen mit hoher Priorität wird an die Benutzerschnittstelle zur Anzeige übergeben. TABELLE I

	1	2	3
Zähleroffsetadresse	Für jede VC-Bereichsadresse geführte Zellentypzähler	Zellentypzähler für reservierte virtuelle Verbindung	Verbundnetzwerk-Zellentypzähler
0	CLP = 0	CLP = 0	CLP = 0
1	CLP = 1	CLP = 1	CLP = 1
2	Nicht überlastet	Nicht überlastet	Nicht überlastet
3	Überlastet	Überlastet	Überlastet
4	AAL5 EOM	AAL5 EOM	AAL5 EOM
5	OAM-F5-Segment	OAM-F5-Segment	OAM-F5-Segment
6	OAM-F5-Ende-zu-Ende	OAM-F5-Ende-zu-Ende	OAM-F5-Ende-zu-Ende
7	Inband-RM	Inband-RM	Inband-RM
8	Außerband-RM	Außerband-RM	Außerband-RM
9	Reserviert	Reserviert	Reserviert
10	OAM PM	OAM PM	OAM PM
11	OAM FM	OAM FM	OAM FM
12	OAM A/D	OAM A/D	OAM A/D
13	OAM SM (Sys-Verw.)	OAM SM (Sys-Verw.)	OAM SM (Sys-Verw.)
14	AAL3/4 BOM	AAL3/4 BOM	Ungenutzt
15	AAL3/4 COM	AAL3/4 COM	Ungenutzt
16	AAL3/4 SSM	AAL3/4 SSM	Ungenutzt
17	AAL3/4 EOM	AAL3/4 EOM	Ungenutzt
18	Überlastete RM	Überlastete RM	Überlastete RM
19	Keine-Zunahme-RM	Keine-Zunahme-RM	Keine-Zunahme-RM
20	ACR-Zunahme-RM	ACR-Zunahme-RM	ACR-Zunahme-RM
21	Vorwärts-RM	Vorwärts-RM	Vorwärts-RM
22	Rückwärts-RM	Rückwärts-RM	Rückwärts-RM
23	Ungenutzt	Ungenutzt	Ungenutzt
24	Ungenutzt	Ungenutzt	Ungenutzt
25	Ungenutzt	Ungenutzt	Ungültige Zelle (verschiedene Typen)
26	Ungenutzt	Ungenutzt	GFC/= 0
27	RM-CRC-10-Fehler	RM-CRC-10-Fehler	RM-CRC-10-Fehler
28	OAM-CRC-10-Fehler	OAM-CRC-10-Fehler	OAM-CRC-10-Fehler
29	AAL3/4-CRC-10-Fehler	AAL3/4-CRC-10-Fehler	Ungenutzt
30	AAL3/4-Längenfehler	AAL3/4-Längenfehler	Unkorrigierbare HEC
31	Korrigierbare HEC	Korrigierbare HEC	Korrigierbare HEC

Folglich ist zu erkennen, dass Statistiken gemäß der Erfindung unter Verwendung eines CAM 214 geführt werden, um Zellen durch Vergleichen zumindest eines Teils des Kopfs (und in einigen Fällen eines Teils des Payload) jeder empfangenen Zelle mit gespeicherten Informationen, die beispielsweise spezielle interessierende virtuelle Verbindungen und Zelleneigenschaften identifizieren, zu identifizieren. Wenn vom CAM 214 eine Übereinstimmung festgestellt wird, liefert ein Zählvektorsignal eine Adresse zu einem vom Mikrosequenzer 200 gespeicherten Mikroprogramm. Der Mikrosequenzer 200 liest jeden Zählvektor aus dem FIFO 218, um ein entsprechendes Mikroprogramm auszuwählen und zu aktivieren. Jedes Mikroprogramm liefert wiederum eine Liste von Adressen der zu inkrementierenden geeigneten Zählwerte im DPRAM 220. Folglich werden die vom DPRAM 220 gespeicherten Zählwerte, die den interessierenden Zellen entsprechen, vom Mikrosequenzer 200 inkrementiert. Der aktuelle Wert für jeden zu inkrementierenden Zählwert wird aus dem DPRAM 220 abgerufen, durch einen Vorwärtszähler 222 inkrementiert und wieder in seine zugewiesene Stelle im DPRAM 220 geschrieben. Allgemeiner ausgedrückt, untersucht der CAM 214 die betreffenden Felder jeder eingehenden Zelle und versorgt den Mikrosequenzer 210 mit Informationen, die die zu inkrementierenden Zählwerte identifizieren. Der Mikrosequenzer bewirkt dann, dass die korrekten Zählwerte, die sich im DPRAM 220 befinden, aus diesem gelesen, inkrementiert und wieder im DPRAM 220 gespeichert werden.
In vom Zeitgeber 226 gesteuerten Intervallen werden die Werte für jeden Zählwert durch die Steuereinheit 224 aus dem DPRAM 220 gelesen und gelöscht. In der bevorzugten Ausführungsform wird der DPRAM 220 als Doppelport-Random-Access-Speicher implementiert, der in zwei Banken unterteilt ist, die identisch organisiert sind; die höchstwertige Adressenleitung wird verwendet, um den Zugriff zwischen den Banken umzuschalten. Das Umschalten wird durch ein Bankumschaltsignal initiiert, das vom Ergebnisaktualisierungsintervall-Zeitgeber geliefert wird, wobei eine "Bankumschalt"-Funktion implementiert wird. Die Bankumschaltfunktion ermöglicht, dass eine Bank des Speichers von der eingebetteten Prozessorsteuereinheit gelesen wird, während der Mikrosequenzer gleichzeitig Zählwerte inkrementiert, die in der anderen Bank gespeichert sind. Das Umschaltintervall, wie vom Ergebnisaktualisierungsintervall-Zeitgeber gesteuert, muss häufig genug auftreten, um zu verhindern, dass die innerhalb des DPRAM enthaltenen Zähler überlaufen, was zu einem Verlust von Daten, z.B. aufgrund eines kontinuierlichen Stroms von Zellen eines einzelnen Typs, führt. Die eingebettete Prozessorsteuereinheit 224 kann verwendet werden, um zusätzliche "abgeleitete Statistiken" durch mathematisches Kombinieren der aus dem Doppelport-Speicher gelesenen Ergebnisse zu erzeugen.
Schließlich sollte selbstverständlich sein, dass die Basisarchitektur des Statistikprozessors, die in 9 gezeigt ist, auch beim Überwachen von Statistiken von Nicht-ATM-Kommunikationsnetzwerken, die auch mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten, nützlich ist. Statistiken können beispielsweise in Bezug auf Frame-Relay-Netzwerke mit niedriger Geschwindigkeit unter Verwendung der herkömmlichen Mikroprozessortechnologie geführt werden, um die individuellen Pakete durch Untersuchung ihrer Datenstrecken-Verbindungsidentifikations- (DLCI) Bits, das heißt durch Untersuchung von Kopfinformationen analog zu den VPI- und VCI-Informationen von ACM-Zellen, die jedes Frame-Relay-Paket umfasst, zu erkennen. Mikroprozessorgeschwindigkeiten sind jedoch ungeeignet, um Statistiken in "DS3"-Frame-Relay-Netzwerken mit hoher Geschwindigkeit, die Datenraten von 45 MBits/s verwenden, zu überwachen. Mit geeigneten Modifizierungen, die für Fachleute ersichtlich sind, ist die Statistikprozessorarchitektur von 2, die einen CAM zum Untersuchen von Kopfinformationen mit hohen Raten, einen Mikrosequenzer zum Inkrementieren von Zählwerten entsprechend den interessierenden Daten und einen Doppelport-RAM zum Speichern der Zählwerte, während ermöglicht wird, dass Daten ausgelesen werden, verwendet, in der Lage, Statistiken hinsichtlich des Betriebs von Frame-Relay-Kommunikationsverbindungen mit hoher Geschwindigkeit erfolgreich zu überwachen.
Schlussfolgerung
Folglich ist zu erkennen, dass dem Instrument der Erfindung mit der Fähigkeit, individuelle Zellen in einem Strom von ATM-Zellen durch Untersuchen der Zellenkopfinformationen von jeder zu identifizieren, daher ermöglicht wird, Operationen durchzuführen, die im Stand der Technik nicht möglich sind. Insbesondere ermöglicht die Fähigkeit, Zellen von einer speziellen virtuellen Verbindung zu identifizieren und sie mit Test- oder OAM-Zellen, die anderswo im Netzwerk durch ein zwei tes Testinstrument erkennbar sind oder durch einen OAM fähigen Knoten in einer Schleife zurückgeführt werden, zu modifizieren, zu ersetzen oder zu vermehren, dass die Übertragung von individuellen Zellen überwacht wird. Diese Fähigkeit ermöglicht wiederum eine direkte Messung der Zellenübertragungsverzögerung und von anderen wichtigen Parametern, selbst wenn eine spezielle virtuelle Verbindung Tausende von Zellen umfassen kann, von denen keine unter normalen Umständen ihre Position in der Sequenz von über die virtuelle Verbindung übertragenen Zellen angibt. Bei Abwesenheit der Fähigkeit des Instruments der Erfindung, individuelle Identifikatoren zu den Zellen von speziellen virtuellen Verbindungen hinzuzufügen, wäre es nicht möglich, aktuelle Übertragungsparameter in Bezug auf individuelle ATM-Zellen zu messen. Im STM, in dem Zellen von einer speziellen Verbindung auf die Belegung spezieller Zeitschlitze in einer gesamten Sequenz eingeschränkt sind, besteht zum Vergleich kein Bedarf, Zellen zu identifizieren, die zu einer individuellen Verbindung gehören, indem jede durch einen Knoten laufende Zelle untersucht wird.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurde und zahlreiche Beispiele ihres Betriebs gegeben wurden, ist für Fachleute zu erkennen, dass diese lediglich beispielhaft sind und dass andere Implementierungen von diesen und verschiedenen weiteren Aspekten auch innerhalb ihres Schutzbereichs, wie durch die folgenden Ansprüche definiert, liegen.

Claims

Vorrichtung bzw. Instrument zum Messen statistischer Eigenschaften von Traffic bzw. Verkehr in einem Kommunikationsnetzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM), umfassend eine Vielzahl von Verkehrsquellen und Zielorten, verbunden durch Schaltknoten, sodass zu übertragende Mitteilungen bzw. Messages bei ihrer Quelle aufgeteilt werden in eine oder mehrere Zellen, jeweils umfassend einen Header bzw. Kopf mit vorbestimmtem Format und einen Payload von vorbestimmter Länge, wobei der Header Messagetyp-, Messageprioritäts- und Routinginformationen einschließt, wobei die Vorrichtung umfasst: Mittel (52) zum Verbinden der Vorrichtung, um den Verkehrsstrom, der über einen der Knoten führt, so zu verfolgen, dass die Vorrichtung zumindest spezifizierte Informationen hinsichtlich des Headers von jeder Zelle, die den Knoten durchquert, nachweisen kann; Mittel (214) zum Prüfen der Headerinformationen jeder Zelle, um die Messagetyp- oder die Messageprioritätsinformationen, die darin enthalten sind, mit höchstens einer minimalen festgelegten Verzögerung beim Durchleiten des Verkehrs über den Knoten zu ermitteln; und Mittel (214) zum Einordnen bzw. Klassifizieren jeder Zelle in eine von einer Vielzahl von Klassen, rea-gierend auf die Messagetyp- oder die Messageprioritätsinformationen, die in dem Header davon enthalten sind; gekennzeichnet durch: das Mittel (214) zum Prüfen der Headerinformationen, umfassend ein Inhalts-adressierbares Speichermittel (214), wobei zumindest ein Bereich der Headerinfor mationen von jeder Zelle, die den Knoten durchquert, für ein Comparandregister von dem Inhalts-adressierbaren Speicher (214) bereitgestellt wird; und Mittel (200), reagierend auf das Mittel zum Einordnen, zum Zählen von Zellen von vorbestimmten Klassen in einem Strom von Zellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Inhalts-adressierbare Speichermittel (214) weiterhin das Mittel zum Einordnen jeder Zelle (214) umfasst, wobei in Antwort auf eine Bereitstellung von zumindest einem Bereich der Headerinformationen von jeder Zelle, die den Knoten durchquert, für ein Comparandregister von dem Inhalts-adressierbaren Speicher (214), der Inhalts-adressierbare Speicher (214) eine Anzeige der Einordnung von jeder Zelle als Ausgang für das Mittel zum Zählen von Zellen (200) von vorbestimmten Klassen, reagierend auf die Headerinformationen, bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Mittel (200) zum Zählen von Zellen von vorbestimmten Klassen, reagierend auf die Headerinformationen, ein Mikrosequenzermittel (200) zum Steuern einer Speicherung von Zählungen von Zellen von vorbestimmten Klassen, und zum Inkrementieren der gespeicherten Zählungen von Zellen, reagierend auf die Anzeige der Einordnung von jeder Zelle, empfangen aus dem Inhalts-adressierbaren Speicher (214), umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Inhalts-adressierbare Speicher (214) weiterhin die Routinginformationen von jeder Zelle zum Erlauben einer Verfolgung der Übertragungshäufigkeit von Zellen zu verschiedenen Zielorten prüft.
Verfahren zum Gewinnen statistischer Informationen, die einen Strom von Zellen in einem Kommunikationsnetzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM) beschreiben, wobei zu übertragende Messages bzw. Mitteilungen bei ihrer Quelle in eine oder mehrere Zellen aufgeteilt werden, jeweils umfassend einen Header bzw. Kopf von vorbestimmtem Format und einen Payload von vorbestimmter Länge, wobei der Header Messagetyp-, Messageprioritäts- und Routinginformationen ein schließt, wobei jede Zelle von einer gegebenen Message über eine einzige virtuelle Verbindung zwischen ihrer Quelle und einem Ziel übertragen wird, umfassend die Schritte von: Anschließen bzw. Verbinden einer Testvorrichtung (54), die die Header von Zellen in Echtzeit prüfen kann, sodass der Verkehrsstrom im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird, an einen Testport, definiert durch einen Knoten in dem Netzwerk; gekennzeichnet durch die weiteren Schritte von: Anwenden eines Inhalts-adressierbaren Speichers (214), umfassend die Testvorrichtung zum Prüfen zumindest der Header von jeder Zelle, und zum Einordnen bzw. Klassifizieren jeder Zelle in eine von einer Vielzahl von Klassen, hinsichtlich ihres Messagetyps oder Messagepriorität; und Zählen der Arten bzw. Typen von Zellen von vorbestimmten Klassen, die über den Knoten in einem gegebenen Zeitraum geleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Schritte von Prüfen und Einordnen ausgeführt werden durch Bereitstellen zumindest der Headerinformationen von jeder Zelle für ein Comparandregister von Inhalts-adressierbarem Speichermittel (214), enthalten in der Testvorrichtung (54), wobei die Inhalts-adressierbare Speichervorrichtung (214) eine Anzeige der Einordnung von jeder Zelle zu Mitteln zum Zählen von Zellen von vorbestimmten Klassen bereitstellt.
Statistikprozessor zur Anwendung in einer Testvorrichtung (54) zum Verfolgen des Betriebs von einem Kommunikationsnetzwerk, wobei Messages als eine Reihe von Zellen, jeweils umfassend einen Header von festgelegtem Format und einen Payload von definierter Länge, übertragen werden, wobei der Header Messagetyp-, Messagepriorität- und Routinginformationen einschließt, umfassend: einen Zellfilter (68, 214) zum Vergleichen zumindest eines vorbestimmten Bereichs von jeder Zelle in einem Strom von Zellen zu gespeicherten Informationen, die eine oder mehrere Klassen von infrage kommenden Zellen identifizieren, durch Spezifizieren von Messagetyp- oder Messageprioritätsinformationen, und zum Bereitstellen eines Zellidentifizierungssignals, reagierend auf den Vergleich; einen Mikrosequenzer (200) zum Reagieren auf das Zellidentifizierungssignal aus dem Zellfilter (68, 214), durch Bereitstellen eines Zählungsoffsetsignals für einen Random-Access-Speicher (220), der Zählungen von Zellen von verschiedenen Klassen, die verfolgt werden, speichert, und eines Inkrementsteuerungssignals für einen Vorwärtszähler (222) bzw. Inkrementor; den Random-Access-Speicher (220), reagierend auf das Zählungsoffsetsignal, durch Abfragen der gespeicherten Zählung, entsprechend dem Zellidentifizierungssignal, und Bereitstellen der abgefragten, gespeicherten Zählung für den Vorwärtszähler (222), und wobei der Vorwärtszähler (222) die abgefragte, gespeicherte Zählung um eine, reagierend auf das Inkrementsteuerungssignal, inkrementiert bzw. erhöht.
Statistikprozessor nach Anspruch 7, wobei der Zellfilter (68, 214) ein Inhalts-adressierbarer Speicher (214) ist, der zum Speichern einer Vielzahl von Sätzen von Messagetyp- oder Messageprioritätsinformationen, entsprechend einer Vielzahl von zu verfolgenden Zelltypen, in der Lage ist, zum gleichzeitigen Vergleichen der gespeicherten Vielzahl von Sätzen von Messagetyp- oder Messageprioritätsinformationen, für die entsprechenden Bereiche bzw. mit den entsprechenden Bereichen von jeder hereinkommenden Zelle, und zum Bereitstellen der Zellidentifizierungssignale, die darauf reagieren.