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Eine
digitale Übertragungsstrecke
zwischen zwei Vermittlungsknoten in einem Netz weist eine gegebene
Bandbreite auf. Diese Bandbreite kann von Verbindungen unterschiedlicher
Verkehrsarten, beispielsweise Sprache, Daten, Video, genutzt werden. Die
Art des Verkehrs, die einen bestimmten Teil der Bandbreite zu einem
gegebenen Zeitpunkt in Anspruch nehmen kann, kann in den Vermittlungsknoten
kontrolliert werden. In einem Schmalbandnetz ist die Bandbreite
der Übertragungsstrecke
in Leitungen fester Größe (beispielsweise
64 oder 56 kbit/s pro Leitung) unterteilt. Die Zuteilung dieser
Leitungen (oder von Bandbreite im Allgemeinen) zu Verkehrsarten
wird als Bandbreitenkontrolle bezeichnet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Zuteilung von Bandbreite
zu Verkehrsarten. Das Verfahren berücksichtigt eine Reihe verschiedener
Kriterien für
jede Verkehrsart, für
die eine bestimmte Übertragungsstrecke
genutzt werden soll, und beachtet auch das Netz als Ganzes, um netzweite
Interaktionen zu lösen.
Das Verfahren wird in einem zentralen Management-System ausgeführt und die
daraus resultierende Bandbreitenzuteilung wird an die Vermittlungsknoten
im Netz heruntergeladen. Die Vermittlungsknoten sind zuständig dafür, die Verbindungen
der verschiedenen Verkehrsarten innerhalb der ihnen zugeteilten
Bandbreite zu halten.
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Ein
Bandbreiten-Manager soll die Bereitstellung von Netzbandbreite kontrollieren
(vornehmlich in einem Privatnetz). Er kann als der Vermittler zwischen
den Benutzern im Netz (dem Verkehr) und den Netzkomponenten (Vermittlungen,
Standleitungen, Zugang zum öffentlichen
Netz) betrachtet werden. Er ist zuständig für das Akzeptieren von Belegungswünschen (bei
denen es sich in der Regel um Verbindungen handelt) und ihre Zuordnung
zu den geeigneten Ressourcen.
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Die
am stärksten
begrenzte Ressource im Netz ist im Allgemeinen die Bandbreite, durch
die die Standorte miteinander verbunden sind. Dies umfasst sowohl
Standleitungen (die in ihrer Verfügbarkeit begrenzt sind) als
auch öffentliche
Netze (deren Nutzung durch die Kosten beschränkt ist). Klarerweise ist auch
die Verfügbarkeit
von Standleitungen letztendlich durch die Kosten begrenzt, jedoch
erscheinen sie aus der Perspektive einer einzelnen Verbindung betrachtet
als Ressourcen einer festen Größe. Die
Bandbreitenkontrolle ist außerdem
eng an die Anruflenkung gebunden, da die Anruflenkung bestimmt,
welche Anteile der Bandbreite für
Verbindungen genutzt werden. Somit ist die Kontrolle der Anruflenkung
ein wesentlicher Bestandteil der Bandbreitenkontrolle.
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Die
Patentanmeldung EP-A-0448073 beschreibt ein ATM-Kommunikationssystem, in dem zur Verwaltung
des Verkehrs die Terminal-Station über eine zuteilbare Bandbreite
informiert wird, die entsprechend dem Verkehrsaufkommen im ATM-Vermittlungsnetz
noch genutzt werden kann, und in dem die Terminal-Station die Kommunikation
im Rahmen dieser Bandbreite startet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zur Zuteilung von Bandbreite zu
verschiedenen Verkehrsarten für
die Verwendung in einem Telekommunikationsnetz, welches einen Bandbreiten-Manager
sowie eine Mehrzahl von Vermittlungsknoten und Übertragungsstrecken zwischen diesen
aufweist, wobei jede Übertragungsstrecke eine
definierte Bandbreite besitzt, das Telekommunikationsnetz dafür ausgelegt
ist, eine oder mehrere Verkehrsart(en) zwischen einem Paar von Vermittlungsknoten
zu übertragen,
und jede Übertragungsstrecke
einen Übertragungsstrecken-Manager
sowie jede Verkehrsart einen Verkehrsart-Manager aufweist, und wobei
das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:
jeder Verkehrsart-Manager
Gebote um Bandbreite für
die jeweilige Verkehrsart gemäß einem
allgemeinen Algorithmus für
das betreffende Netz erzeugt;
jeder Übertragungsstrecken-Manager
die verschiedenen Gebote für
die von ihm verwaltete Übertragungsstrecke
abgleicht und die Verkehrsart-Manager über die zugeteilten Bandbreiten
informiert;
jeder Verkehrsart-Manager in der Lage ist, seine
Gebote zu ändern,
wenn die zugeteilte Bandbreite nicht den Anforderungen der von ihm
verwalteten Verbindungen entspricht;
woraufhin die Gebote erneut übermittelt
werden und die Übertragungsstrecken-Manager
die verschiedenen Gebote erneut abgleichen;
wobei dieser Prozess
so lange fortgesetzt wird, bis der Verkehrsart-Manager keine weiteren Änderungen
mehr vornimmt;
die Übertragungsstrecken-Manager
die Vermittlungsknoten über
die jeder Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke
zugeteilte neue Bandbreite informieren; und
die Verkehrsart-Manager
ihre Bandbreite den einzelnen von ihnen verwalteten Verbindungen
zuteilen (sofern erforderlich) und die rufenden Terminal-Stationen über ihre
neue Bandbreite informieren.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft und unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, wobei:
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1 in
Form eines Diagramms die Verhandlung zwischen den Verkehrsart-Managern
und den Übertragungsstrecken-Managern
veranschaulicht;
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2 in
Form eines Diagramms den Prozess des Bietens um Bandbreite zeigt;
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3 ein
Beispiel der Gebot-Berechnungs-Funktion darstellt;
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4 ein
Systemdiagramm enthält.
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Um
zu verdeutlichen, wie Bandbreite kontrolliert werden kann, sei eine
einzelne Verbindung betrachtet. Das System (d. h. das Netz mit Bandbreitenkontrolle)
kann den Verbindungswunsch akzeptieren oder zurückweisen. Wird der Verbindungswunsch
akzeptiert, muss ein Leitweg für
die Verbindung gefunden werden, auf dessen gesamter Länge Bandbreite zur
Verfügung
steht. Diese zusammenhängende
Kette von Bandbreiten verbindet den Ursprung der Verbindung mit
dem Ziel. Somit lässt
sich die Steuerungsfunktion des Bandbreiten-Managers ausdrücken als
das Akzeptieren bzw. Zurückweisen
von Verbindungen und das Auswählen
von Leitwegen für Verbindungen,
die akzeptiert werden. Auf diese Weise lässt sich die Nutzung von Bandbreite
im Netz kontrollieren.
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Drei
Gründe,
warum der Bandbreiten-Manager möglicherweise
einen Verbindungswunsch zurückweisen
muss, sind: die nötige Bandbreite
steht nicht zur Verfügung,
die Verbindung wäre
zu teuer oder die Verbindung würde
eine anstehende Verbindung von größerer Wichtigkeit blockieren.
Somit muss das System zur Kontrolle der Bandbreite sowohl die Menge
der verfügbaren
Bandbreite als auch die Kosten der Verbindung und die Reservierung
von Bandbreite berücksichtigen.
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In
gewissem Grad muss bei jeder Verbindung eine Kontrolle erfolgen.
Wenn allerdings bei jeder Verbindung eine Management-Auswertung
verlangt würde,
entstünde
eine sperrende Belastung des Management-Systems und würden die
Verbindungsaufbauzeiten erheblich verlängert, was in den meisten Fällen nicht
akzeptabel wäre.
Zusätzlich
sind häufig
nur in sehr begrenztem Umfang Informationen zu jeder Verbindung
verfügbar,
jedoch können
nicht alle Verbindungen gleich behandelt werden. So können beispielsweise
manche Verbindungen eine hohe Dienstgüte verlangen (etwa Verbindungen
des Geschäftsführers),
andere hingegen nicht. Eine Lösung hierfür ist, Verbindungen
je nach ihren Merkmalen und Anforderungen zusammenzufassen zu einer kleinen
Anzahl voneinander unabhängiger
Gruppen, die als Verkehrsarten bezeichnet werden. In dieser Weise
könnten
etwa alle normalen Sprachverbindungen zu einer Verkehrsart „Sprache
normal" zusammengefasst
werden, sodass alle diese Verbindungen denselben Service erhielten.
Wichtige Verbindungen könnten
unter „Sprache
mit hoher Priorität" gruppiert werden
und den besten verfügbaren
Service erhalten (mit uneingeschränktem Zugang zum öffentlichen Netz).
Weitere Verkehrsarten könnten
definiert werden für
FAX- und Modem-Verkehr, LAN-Verbindungen, Video-Konferenzverbindungen
und Voicemail. Jede Verkehrsart erhält ihr eigenes Service-Profil, und
es können
weitere Verkehrsarten hinzugefügt werden,
wenn neue Dienste eingerichtet werden.
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Im
Zusammenhang mit Verkehrsarten ist die Rolle des Bandbreiten-Managers
klarer. Für
jede Verkehrsart muss der Bandbreiten-Manager die Menge der verfügbaren Bandbreite
kontrollieren und den Zugriff auf Übertragungsstrecken und öffentliche Netze
steuern (und dadurch die Kosten kontrollieren). Die Reservierung
von Bandbreite kann für
jede Verkehrsart dadurch gehandhabt werden, dass verhindert wird,
dass Verbindungen anderer Verkehrsarten die reservierte Bandbreite
nutzen.
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Die
verschiedenen Aspekte der Bandbreitenkontrolle, die vorstehend erläutert werden
(Standleitungen und öffentliche
Netze; Bandbreitenbegrenzung und Zugangskontrolle), können in
einem System kombiniert werden, dass die Verfügbarkeit von Bandbreite auf
jeder Übertragungsstrecke
kontrolliert. Bandbreitenkontrolle auf Übertragungsstrecken für den Zugang
zum öffentlichen
Netz macht es möglich,
die Nutzung öffentlicher
Netze in derselben Weise zu steuern wie die Nutzung von Standleitungen. Die
Zugangskontrolle entspricht einer Bandbreitenbegrenzung von Null
oder nicht Null auf einer Übertragungsstrecke.
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Zu
beachten ist dabei, dass zwar ein großer Teil der Bandbreitenkontrolle
auf einzelnen Übertragungsstrecken
ausgeführt
werden kann, dass sich jedoch in einigen Aspekten die Bandbreitenkontrolle über das
gesamte Netz erstrecken muss. So entsteht beispielsweise bei jeder
Verbindung, die mehr als eine einzelne Übertragungsstrecke in Anspruch nimmt,
eine Wechselbeziehung zwischen den genutzten Übertragungsstrecken.
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Nachdem
nun auf die Bandbreitenkontrolle unter dem Gesichtspunkt eingegangen
wurde, wie sie sich auf eine Verbindung auswirkt, werden nun die
Netzressourcen betrachtet, um zu zeigen, wie die Bandbreitenkontrolle
implementiert werden kann. Die für
die heutige Vermittlungstechnologie am besten geeignete Form der
Implementierung besteht darin, die Bandbreite einer Übertragungsstrecke
auf die verschiedenen Verkehrsarten zu verteilen. Jede Leitung kann
einer bestimmten Verkehrsart (oder Gruppe von Verkehrsarten) zugeteilt
werden, sodass für jede
Verbindung ausschließlich
die Leitungen genutzt werden dürfen,
die für
diese Verkehrsart zugeteilt worden sind. In der vorliegenden Beschreibung wird
der Begriff „Leitung" als Grundeinheit
für die Bandbreite
verwendet, jedoch kann im Allgemeinen jede beliebige Einheit verwendet
werden, beispielsweise 1 Bit/s, 10 kbit/s, 64 kbit/s.
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Die
Kosten sind der Hauptfaktor bei der Begrenzung der zugeteilten Bandbreite,
wenn Bandbreite teuer ist und wenn die verfügbare Bandbreite den wahrscheinlichen
Nutzungsgrad übersteigt.
Dabei wird unter Umständen
ein wesentlicher Teil der verfügbaren
Bandbreite nicht zugeteilt und ist aufgrund der Kostenbeschränkung nicht
nutzbar. Naturgemäß sind die
Kosten bei Übertragungsstrecken
für den
Zugang zum öffentlichen
Netz ein wichtigerer Faktor als bei Standleitungen, wo die Kosten
unabhängig
sind von der Nutzung.
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Die
Durchsetzung von Bandbreitenzuteilungen ist abhängig von den Vermittlungen
und Protokollen im Netz. Insbesondere erfordert die Aufteilung der
Bandbreite auf verschiedene Verkehrsarten (d. h. die Zuteilung von
Leitungen zu einer Gruppe von Verkehrsarten), dass die Verkehrsart
jeder Verbindung ausdrücklich
in den Verbindungsaufbaudaten angegeben wird und dass die Vermittlung
in der Lage sein muss, diese Daten zu verarbeiten.
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Das
Problem bei der Entscheidung über
die Zuteilung von Bandbreite kann in zwei Dimensionen gegliedert
werden – die Übertragungsstrecken
und die Verkehrsarten. Für
jede Übertragungsstrecke wird
versucht, potenziell widersprüchliche
Bandbreitenanforderungen von jeder der Verkehrsarten abzugleichen,
während
bei jeder Verkehrsart die Bandbreite im gesamten Netz entsprechend
variierenden Anforderungen koordiniert werden muss. In der Praxis
spiegelt sich diese Zweiteilung in der Implementierung wider – jede Übertragungsstrecke
wird von einem verwalteten Objekt des Typs link_manager (Übertragungsstrecken-Manager)
verwaltet, während
jede Verkehrsart von einem verwalteten Objekt des Typs traffic_type_manager
(Verkehrsart-Manager) verwaltet wird. Potenziell könnte jede
Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke
Bandbreite anfordern und könnte
jede Übertragungsstrecke
daher Belegungswünsche
von jeder Verkehrsart bearbeiten.
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Entscheidungen,
bei denen es darum geht, eine Reihe von Alternativen einer Einzelposition
zuzuordnen, gehen naturgemäß von der
Perspektive der Einzelposition aus, indem aus der Reihe der Alternativen
gewählt
wird oder diese miteinander kombiniert werden. Bei einem System
mit Übertragungsstrecken-Manager und Verkehrsart-Manager
bedeutet dies, dass der Übertragungsstrecken-Manager über die
Bandbreitenzuteilungen entscheidet. Für jede Leitung wählt der Übertragungsstrecken-Manager eine Verkehrsart
(oder Gruppe von Verkehrsarten) aus denjenigen, die Bandbreite anfordern.
Anders herum wickeln die Verkehrsart-Manager die Anruflenkung ab,
was die Auswahl einer Übertragungsstrecke
(oder Gruppe von Übertragungsstrecken)
für die Übertragung
einer Verbindung beinhaltet.
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Die
Verkehrsart-Manager müssen
ausreichende Informationen zur Verfügung stellen, damit die Übertragungsstrecken-Manager
für jede
Leitung aus den Verkehrsarten auswählen zu können. Die endgültig zugeteilten
Bandbreiten können
dann an die Verkehrsart-Manager zurückgemeldet werden. Darüber hinaus
müssen
die Übertragungsstrecken-Manager
Prognosen oder Garantien über
zukünftige
Bandbreitenzuteilungen bereitstellen, um den Verkehrsart-Managern
zu ermöglichen,
bei der Anruflenkung zwischen Übertragungsstrecken
zu wählen.
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Wie
in 1 dargestellt verhandelt in der hieraus resultierenden
Lösung
jeder Verkehrsart-Manager mit jedem Übertragungsstrecken-Manager,
um Bandbreite zu erhalten. Die Übertragungsstrecken-Manager
entscheiden über
die Zuteilung von Bandbreite und benachrichtigen die Verkehrsart-Manager,
wenn diese Zuteilungen sich ändern.
Eine Verhandlung über
zukünftige
Bandbreite befähigt
die Verkehrsart-Manager, die Anruflenkung durchzuführen.
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Die
Verkehrsart-Manager berechnen ihren Bandbreitenbedarf auf jeder Übertragungsstrecke anhand
eines allgemeinen Algorithmus, der für das Netz aufgestellt wurde.
Dieser Bedarf richtet sich nach den Verbindungen der betreffenden
Verkehrsart, die diese Übertragungsstrecke
nutzen. Der Bandbreitenbedarf wird mithilfe der Gebot-Berechnungs-Funktion
in eine Reihe von Geboten umgesetzt (siehe weiter unten) und an
den Übertragungsstrecken-Manager übermittelt.
Die Antwort vom Übertragungsstrecken-Manager
beinhaltet die tatsächliche
Bandbreite für
diese Verkehrsart. Der Verkehrsart-Manager muss dann die vorgegebene Bandbreite
den von ihm verwalteten Verbindungen zuteilen.
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Eine
Verkehrsart kann gegebenenfalls aus nicht verwalteten Verbindungen
bestehen, etwa Fernsprechverbindungen. In diesem Fall kann der Verkehrsart-Manager
die Bandbreite nicht einzelnen Verbindungen zuteilen, da er keine
Kontrolle über
die Verbindungen hat. Diesen Verbindungen wird Bandbreite in der
Reihenfolge ihres Eingehens zugeteilt, und wenn die gesamte Bandbreite
bereits belegt ist, kommt keine Verbindung zustande und muss dafür ein anderer
Leitweg gewählt
werden. Der Bandbreitenbedarf kann die tatsächlich von Verbindungen in Anspruch
genommene Bandbreite berücksichtigen, indem
die Statistiken von den Vermittlungsknoten zur tatsächlichen
Auslastung einer Übertragungsstrecke überwacht
werden.
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Eine
Verkehrsart kann aus verwalteten Verbindungen bestehen. Hierbei
handelt es sich um Verbindungen, die direkt von dem Management-System kontrolliert
werden, d. h., sie können
aufgebaut oder ausgelöst
werden und ihre Bandbreite kann erhöht oder verringert werden.
In diesem Fall muss der Verkehrsart-Manager Bandbreite für eine bestimmte Übertragungsstrecke
den Verbindungen zuteilen, die diese Übertragungsstrecke nutzen.
Dies kann bedeuten, dass die Bandbreite für jede einzelne Verbindung
eingestellt werden kann, oder es kann bedeuten, dass eine Verbindung
ausgelöst
wird, wenn nicht genügend
Bandbreite zur Verfügung
steht. Hierdurch kann sich der Bandbreitenbedarf auf anderen Übertragungsstrecken
im Netz ändern,
die von den betreffenden Verbindungen genutzt werden. Der Verkehrsart-Manager
wird dann unter Umständen
neue Gebote übermitteln.
Diese neuen Gebote müssen
die an späterer
Stelle noch anzusprechenden Stabilitätsanforderungen erfüllen.
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Die
Entscheidung über
die Bandbreitenzuteilungen und die Anruflenkung muss der Management-Richtlinie
für das
betreffende Netz folgen. Diese Management-Richtlinie wird in aller
Regel Angaben zu der minimalen Dienstgüte für jede Verkehrsart, zu Kostenbeschränkungen
und zur normalen Behandlung von Überlastungen
und Störungen
enthalten. Die aktuelle Management-Richtlinie muss in den Übertragungsstrecken-
und Verkehrsart-Managern explizit eingestellt sein. Die zwischen
den Übertragungsstrecken- Managern und den
Verkehrsart-Managern ausgetauschten Nachrichten (d. h. das Verhandlungsprotokoll)
müssen
ausreichend Informationen enthalten, um eine auf der Richtlinie
basierende Entscheidung treffen zu können. Diese Informationen sind
abhängig
von der (sowie ihrerseits bestimmend für die) Palette von Richtlinien,
die von dem System verarbeitet werden können. Die Form dieser Informationen
richtet sich nach dem Verfahren, das für die Entscheidung über Bandbreitenzuteilungen
gewählt wurde.
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Die Übertragungsstrecken-Manager
legen die Bandbreitenzuteilungen fest, indem sie Bandbreite an die
Verkehrsart-Manager „versteigern". Jeder Verkehrsart-Manager
berechnet eine Reihe von „Geboten" für die Leitungen
auf jeder Übertragungsstrecke.
Zur Ermittlung dieser Gebote wird eine standardmäßige Gebot-Berechnungs-Funktion
verwendet, die ein Bestandteil der aktuellen Management-Richtlinie
ist. Die von dem Verkehrsart-Manager an jeden Übertragungsstrecken-Manager übermittelten
Informationen beinhalten die für
die betreffende Übertragungsstrecke
berechneten Gebote. Die Übertragungsstrecken-Manager
teilen Bandbreite den höchsten
Geboten zu (siehe 2). Diese Zuteilung kann unter
Umständen
weiteren Beschränkungen
gemäß der Richtlinie
unterliegen (obwohl zahlreiche Beschränkungen schon in die Gebot-Berechnungs-Funktion
eingebunden werden können).
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Dieses
Verfahren des Bietens um Bandbreite ist flexibel und kann gegebenenfalls
genutzt werden, eine breite Palette von Richtlinien zu implementieren. Die
aktuelle Richtlinie kann geändert
werden, indem einfach die Gebot-Berechnungs-Funktion oder ihre Parameter
verändert
wird/werden. Dementsprechend werden die Übertragungsstrecken-Manager und
das Verhandlungsprotokoll von Änderungen
der Richtlinie oder Erweiterungen des Richtlinien-Modells nicht
beeinflusst.
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Die
tatsächlichen
Werte der Gebote müssen die
Management-Richtlinie
widerspiegeln. So sind Gebote beispielsweise davon abhängig, ob
hierdurch die Dienstgüte
verbessert wird, ob die Kosten hierfür hoch sein werden, ob die
Verbindung im Voraus gebucht wurde, wie wichtig der Verkehr ist,
sowie weiteren Faktoren. Bezogen auf das Gesamtsystem ist ein Gebot
eine Schätzung
des Gesamtnutzens (in Übereinstimmung
mit der aktuellen Richtlinie), den die Zuteilung einer Leitung auf
einer bestimmten Übertragungsstrecke
zu einer bestimmten Verkehrsart hat.
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Eine
einfache, aber nützliche
Formel zur Berechnung von Geboten lautet:
Gebot = Bn = C/n
d. h., jedes Gebot verhält sich
umgekehrt proportional zu der aktuellen Anzahl von Leitungen, n.
Wenn eine Reihe von Verkehrsarten um Bandbreite konkurrieren, die
diese Gebot-Berechnungs-Funktion
verwenden, verhält
sich die Anzahl der zugeteilten Leitungen proportional zu einem
Wert C. Entsprechend der verwendeten Richtlinie kann C sich beispielsweise
auf die relative Wichtigkeit jeder einzelnen Verkehrsart sowie auf
die Anzahl der Leitungen, die sie jeweils benötigt, beziehen. Diese Gebote
können modifiziert
werden, um eine Anzahl weiterer Richtlinien umzusetzen; einige Beispiele
hierfür
werden nachstehend beschrieben.
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Die
Buchung im Voraus kann in das Bietesystem einbezogen werden, indem
die Gebote für
im Voraus gebuchte Verbindungen gemäß einer anderen, durch die
Richtlinie bestimmten Funktion modifiziert werden. Beispielsweise
könnten
die Gebote um einen festen Faktor skaliert werden, wobei der Skalierungsfaktor
die Wichtigkeit darstellt, die dem Buchen von Verbindungen beigemessen
wird (großer Wert
für höhere Wichtigkeit,
Eins für
vollständiges
Ignorieren der Vorausbuchung).
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Wie
in 3 dargestellt, kann eine Mindest-Bandbreitenzuteilung
für jede
Verkehrsart dadurch erreicht werden, dass die Gebote für die minimale
Anzahl von Leitungen gemäß einer
anderen, durch die Richtlinie bestimmten Funktion erhöht werden.
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Eine
Möglichkeit,
die Verbindungskosten zu begrenzen, ist, einen „Reservierungspreis" für jede Übertragungsstrecke
festzusetzen, der sich nach den Kosten für die Nutzung von Bandbreite
auf dieser Übertragungsstrecke
richtet. In diesem Fall wird Bandbreite nur Geboten zugeteilt, die
höher sind
als der Reservierungspreis, und wird nur Bandbreite zugeteilt, die
ausreichend „nützlich" ist. Dieser Ansatz würde sich
für Netze
mit hoher Bandbreite eignen, beispielsweise für ATM-Netze.
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Es
ist zu beachten, dass ein verhandlungsbasiertes System instabil
sein kann, da es ein Rückmeldungselement
enthält
(d. h. es kann schwanken). Dieses Instabilitäts-Potenzial lässt sich
auf einem von zwei Wegen angehen: Die Verhandlung kann eingeschränkt werden,
um Schwankungen zu verhindern, oder die Rückmeldung kann so weit verzögert werden,
dass der mögliche
Bereich der Schwankungen begrenzt wird (und belastend hohe Frequenzschwankungen
vermieden werden).
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Wenn
der Prozess des Bietens eingeschränkt wird, um Schwankungen zu
vermeiden, kann die Verhandlung in unterschiedlicher Weise eingeschränkt werden.
Zunächst
können
Gebote für aufeinander
folgende Leitungen auf einer Übertragungsstrecke
nicht erhöht
werden, d. h.
Bn+1 <= Bn
für jede Gruppe
von Geboten. Hierdurch wird eine Abhängigkeit von dem vorherigen
Zustand des Systems verhindert, sodass abrupte Wechsel zwischen alternativen
stabilen Zuständen
vermieden werden. Auch durch die Verwendung kleinerer Gebote für größere Zuteilungen
ergibt sich eine natürliche
Dämpfung
im Bieteprozess.
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Weitere
Beschränkungen
wirken sich auf die Art und Weise aus, wie Verkehrsart-Manager ihre Gebote
infolge von Änderungen
der Bandbreite anpassen können.
Wenn sich die Bandbreitenzuteilung für eine Verkehrsart erhöht, kann
der Verkehrsart-Manager seine Gebote (auf beliebigen Übertragungsstrecken)
ebenfalls erhöhen,
er kann sie jedoch nicht reduzieren; d. h.
B'n >= Bn
wobei
B'n das
Gebot nach einer Erhöhung
der Bandbreitenzuteilung ist. Wenn die Bandbreitenzuteilung für eine Verkehrsart
dagegen reduziert wird, kann der Verkehrsart-Manager seine Gebote (auf beliebigen Übertragungsstrecken)
ebenfalls senken, jedoch nicht erhöhen, d. h.
B''n <= Bn
wobei
B''n das
Gebot nach einer Reduzierung der Bandbreitenzuteilung ist. Diese
beiden Regeln stellen sicher, dass es zwischen einer Änderung
der Bandbreitenzuteilungen und der Änderung der Gebote keine Rückmeldungen
gibt, die Schwankungen verursachen könnten.
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Das
System kann auf zweifache Weise arbeiten:
- 1.
Der Verkehrsart-Manager kann eine Gruppe von Geboten an den Übertragungsstrecken-Manager übermitteln,
der mit der tatsächlichen
Bandbreite antwortet. Daraufhin kann der Verkehrsart-Manager seine
Gebote ändern
und erneut übermitteln.
Dieser Vorgang wiederholt sich, bis keine Änderungen mehr erfolgen. Danach
informiert der Übertragungsstrecken-Manager
die Vermittlungsknoten über
die jeder Verkehrsart auf der Übertragungsstrecke
zugeteilte neue Bandbreite und teilt der Verkehrsart-Manager die
gegebene Bandbreite den einzelnen Verbindungen zu.
- 2. Der Verkehrsart-Manager übermittelt
eine Gruppe von „Was
wäre wenn"-Geboten an den Übertragungsstrecken-Manager,
der mit der tatsächlichen
Bandbreite antwortet, die für
die betreffende Verkehrsart mit dieser Gruppe von Geboten zur Verfügung stünde. Der
Vorgang wiederholt sich wie oben beschrieben, bis keine Änderungen
mehr erfolgen. Allerdings informiert der Übertragungsstrecken-Manager
die Vermittlungsknoten nicht über
diese Bandbreitenzuteilung und teilt der Verkehrsart-Manager diese
Bandbreite nicht zu. Der Verkehrsart-Manager nutzt dieses Verfahren,
um festzustellen, was gegebenenfalls geschehen würde. Dies kann für einen
Benutzer interessant sein, der möglicherweise
wissen will, wie viel Bandbreite für eine bestimmte Verbindung in
Anspruch genommen werden könnte.
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Um
die Bandbreite tatsächlich
zuzuteilen, müsste
der Verkehrsart-Manager die Gebote erneut wie unter Punkt 1 oben
beschrieben übermitteln
und würde
dieselbe Antwort erhalten, sofern sich an den Gegebenheiten im Netz
seither nichts geändert
hat.
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4 zeigt,
wie das System zum Bieten um Bandbreite in ein System eingegliedert
werden kann. Verbindungswünsche werden
analysiert, um zu ermitteln, zu welcher Verkehrsart sie gehören, und
danach an den entsprechenden Verkehrsart-Manager weitergeleitet.
Der Verkehrsart-Manager wendet sich an den Netz-Router, um Pfade
durch das Netz vom Ursprung zum Ziel der Verbindung zu finden. Bei
diesen Pfaden handelt es sich um Listen von Übertragungsstrecken, über die
die Verbindung hergestellt werden könnte. Danach bietet der Verkehrsart-Manager um die entsprechende
Bandbreite auf den betreffenden Übertragungsstrecken,
indem er Gebote an die Übertragungsstrecken-Manager
sendet. Die Übertragungsstrecken-Manager gleichen
die Gebote ab und antworten mit der Bandbreite, die jeder Verkehrsart
zugeteilt ist. Darauf können
die Verkehrsart-Manager wiederum mit neuen Geboten reagieren. Sobald
das System stabil ist, informieren die Übertragungsstrecken-Manager
die Vermittlungen im Netz über
die jeder Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke
zugeteilte Bandbreite und verteilen die Verkehrsart-Manager diese
Bandbreite auf die von ihnen verwalteten Verbindungen und melden,
ob der Verbindungswunsch erfolgreich war oder fehlgeschlagen ist.