EP1033014A1 - Procede de dispersion et de remise en ordre de cellules - Google Patents

Procede de dispersion et de remise en ordre de cellules

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EP1033014A1
EP1033014A1 EP98955685A EP98955685A EP1033014A1 EP 1033014 A1 EP1033014 A1 EP 1033014A1 EP 98955685 A EP98955685 A EP 98955685A EP 98955685 A EP98955685 A EP 98955685A EP 1033014 A1 EP1033014 A1 EP 1033014A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cell
path
information
queue
transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98955685A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Yves Thomson-CSF PELIGRY
David Thomson-CSF MOUEN-MAKOUA
Thierry Thomson-CSF GRENOT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP1033014A1 publication Critical patent/EP1033014A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/00—Data switching networks
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    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/15—Interconnection of switching modules
    • H04L49/1553—Interconnection of ATM switching modules, e.g. ATM switching fabrics
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/15—Interconnection of switching modules
    • H04L49/1553—Interconnection of ATM switching modules, e.g. ATM switching fabrics
    • H04L49/1592—Perfect Shuffle
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    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/25—Routing or path finding in a switch fabric
    • H04L49/256—Routing or path finding in ATM switching fabrics
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5638—Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
    • H04L2012/5646—Cell characteristics, e.g. loss, delay, jitter, sequence integrity
    • H04L2012/565—Sequence integrity

Definitions

  • the present invention relates to methods of dispersing and reordering cells. It applies in particular to an ATM switch, the English abbreviation for Asynchronous Transfer
  • This digital information forms traffic flows which can be classified into two main categories: - a first category of flow groups real-time traffic.
  • traffics are characterized by traffic parameters and time constraint parameters,
  • a second category of flow groups traffic of the non-real time type for which the traffic parameters are little or not defined.
  • the transfer of digital information by a switch is accomplished by establishing a connection between an entry point and an exit point of the switch.
  • VBR NRT service Anglo-Saxon initials for Variable Bit Rate Non Real Time
  • UBR service Anglo-Saxon initials for Unspecified
  • Bit Rate Bit Rate.
  • two transmission paths denoted ai and a2
  • ai and a2 Two connections with sporadic traffic each use one of these two transmission paths.
  • this configuration is very likely.
  • congestion occurs on the portion common to ai and a2 regardless of the traffic carried on all the other paths.
  • network switching capabilities may be lost; traditional internal routing techniques are ineffective in this case.
  • the under-utilization of the network's switching capacities is increased when part of the traffic corresponds to connections each established between a source and several destinations, the traffic is in this case qualified as "multicast", according to English terminology.
  • the invention proposes a solution to solve the above problem in an efficient manner, that the traffic corresponds to connections each established between a source and a destination (the traffic is in this case qualified as "unicast", according to English terminology. Saxon) or that the traffic corresponds to connections each established between a source and several destinations.
  • the subject of the invention is a method of dispersing and reordering cells transmitted by means of connections established between a source and one or more destination (s) connected by a network of intermediate switching entities defining transmission paths characterized in that it considers all of the transmission paths as a single transmission resource accessible to all connections in which it disperses the cells according to a first determined process and in that it restores the cells in order arrival at destination following a second determined process.
  • all of the transmission paths are managed as being a global resource for carrying the traffic of data connections.
  • the cells coming from an entry point, the source are dispersed in the network to an exit point, the destination in the case of unicast connections or to the exit points, the destinations, in the case of multicast connections.
  • the overall switching capacity of the network is shared by all connections.
  • the dispersing process is carried out on the basis of the connection: the cells of the different connections are dispersed on the different transmission paths according to a regular law (or round robin according to English terminology) .
  • the reordering process uses data contained in a connection context attached to the destination.
  • the invention has the advantage of efficiently managing all the switching capacities of the network and of not losing switching capacities regardless of the type of connection: unicast (a source to a destination) or multicast (a source to several destinations) .
  • unicast a source to a destination
  • multicast a source to several destinations
  • FIG. 2 a first connection context
  • FIGS. 5 and 6 detailed representations of the fields of the second connection context of FIG. 4,
  • FIG. 1 represents an architecture of a switch 1, ATM for example.
  • a switch Generally of large capacity, it is based on the use of internal switching modules 2, organized in a network between input modules 3, and output modules 4, Between a given input module 3 and a given output module 4, different transmission paths exist
  • These connections have the characteristic of sporadic cell traffic
  • the method considers the different transmission paths ai, a2, a3, a4 as a single transmission resource
  • the cells of the different connections C1,, CN1 are thus dispersed on the different transmission paths ai, a2, a3, a4
  • the method follows a first determined process When they reach their destination, the cells of the different connections C1,, CN1 are put back in order according to a second determined process
  • the second process essentially consists, for a given connection , to store the cells in queues each dedicated to a transmission path, to extract the cells from the queues according to determined criteria to put them in a sequencing queue and to purge the queues when a cell stays there too long
  • a first connection context illustrated for information by FIG. 2 is managed by the first process for each connection
  • the first connection context 5 comprises several fields 6, 7, 8
  • the different fields 6, 7, 8 are detailed in FIG. 3
  • a first field 6 contains information allowing simultaneously manage connections using the dispersing process and connections not using the dispersion process.
  • this provision authorizes, for example, the simultaneous management of connections intended to manage in the band intermediate switching entities which do not use the dispersion method with connections supporting normal user traffic which use the dispersion method.
  • the first field 6 comprises a bit, for example positioned at 1 when it is a connection using the dispersion method.
  • a second field 7 contains a number NEXT_PATH_E indicating the number of the transmission path a n to be followed by the cell to be dispersed.
  • the second field 7 comprises three bits making it possible to distinguish a number, NB_PATH, of transmission paths a n equal to a maximum of eight from a-, to a 8 , for a given connection.
  • the first process increments the number NEXT_PATH_E for the next cell.
  • the number NEXT_PATH_E is initiated at a value determined randomly so as to balance the traffic load on the network of entities of switching.
  • a third field 8 contains a number NEXT_SN_E indicating the sequence number of the cell to be dispersed.
  • the sequence number NEXT_SN_E is initialized to 0.
  • These two pieces of dispersion information SN and PATH are stored in a header of the cell independent of the first connection context.
  • a second connection context illustrated by way of illustration in FIG. 4, is managed by the second process for each connection.
  • the second connection context 9 comprises several fields 10, 11.
  • the different fields 10, 11 are detailed in FIG. 5 and in FIG. 6.
  • a first field 10 detailed in FIG. 5 contains several information.
  • a first piece of information 12 is of the same nature as the information contained in the first field 6 of the first connection context 5.
  • a second piece of information 13 is of the same nature as the information contained in the second field 7 of the first connection context 5.
  • the second information 13 gives the path number of cell transmission expected by the output module for the given connection.
  • Third information 14 is of the same nature as the information contained in the third field 8 of the first connection context 5.
  • the third information 14 gives the sequence number of the cell expected by the output module for the given connection.
  • a fourth piece of information 15 indicates whether or not the second process must take into account a fifth piece of information 16 described below. According to the illustration, the fourth information item 15 comprises a bit, for example set to 1 when the process must take into account the fifth item of information 16 described below.
  • the fifth item of information 16 gives an indication of the time remaining given by a timer, allocated to the second process for reordering the cells. As shown in the illustration, the fifth item of information 16 is coded on 9 bits.
  • a sixth item of information 17 noted NB_DELAYED indicates for a given connection the number of cells waiting, all queues combined. According to the illustration for each of the possible transmission paths (maximum eight because NEXT_PATH_R is coded on three bits) corresponds to a queue, that is to say eight queues per connection.
  • the sixth piece of information 17 comprises ten bits.
  • a second field 11 contains descriptors of the queues attached to the given connection. The second field 11 includes a descriptor Q_DESCRIPT [] per queue.
  • a Q_DESCRIPT [] descriptor includes several pieces of information.
  • a first piece of information 18 gives the value of a pointer FRONT positioned on the first cell of the queue. As shown in the illustration, the pointer is coded on 12 bits.
  • a second piece of information 19 gives the value of a BACK pointer positioned on the last cell of the queue. As shown in the illustration, the pointer is coded on 12 bits.
  • a third piece of information 20 named FRONT_SN gives the seven least significant bits of the sequence number of the cell which is at the head of the file.
  • a fourth piece of information 21 indicates whether the queue is empty or not. According to the illustration, the fourth item of information 21 comprises a bit, for example positioned at 0 when the queue is empty, at 1 when it is not empty. Taking into account the data previously described, the process diversion is as follows:
  • the process starts with an initialization phase.
  • the first process randomly chooses the value of the transmission path NEXT_PATH_E and it initiates the sequence number NEXT_SN_E at zero.
  • the second process initiates the value of the transmission path
  • NEXT_PATH_R corresponding to the first cell expected at the value chosen randomly by the first process for NEXT_PATH_E and it initiates the sequence number NEXT_SN_R to the same value as the sequence number NEXT_SN_E chosen by the first process, ie zero. Finally, it initiates the descriptors of each queue to zero. Is :
  • the header of the cell is filled with dispersion information, ie the sequence number NEXT_SN_E and the number of the transmission path NEXT_PATH_E contained in the first connection context. Which translates into relationships:
  • the first process disperses the cell in the network.
  • the cell is sent on the NEXT_PATH_E transmission path.
  • the first process increments the value of the transmission path modulo the number of possible transmission paths, NB_PATH, and it stores the new value in the first connection context. If the new value of the transmission path NEXT_PATH_E is equal to zero, then the first process increments the sequence number NEXT_SN_E modulo the numbering size of the sequence number and stores it in the first connection context, otherwise it keeps the sequence number NEXT_SN_E unchanged.
  • the second process When the cell reaches its destination, the second process is activated. It extracts the dispersion information from the cell header: SN and PATH.
  • the second process checks whether the received cell is inserted in the reception window. A first end of the reception window is determined by the waiting cell identified by the values of the second connection context NEXT_SN_R and NEXT_PATH_R. A second end is located at a distance from the first end equal to the size of a queue, 128 cells for the example considered. Verification can be performed by testing the following expression:
  • the received cell is in the reception window ELSE the received cell is not in the reception window.
  • 1st case the received cell is in the reception window. Two sub-cases are to be distinguished: 1st sub-case: the received cell corresponds to the expected cell.
  • NEXT_SN_R NEXT_SN_R (4) Under these conditions, the received cell is stored in the sequencing queue. The NEXT_PATH_R and NEXT_SN_R information is updated according to the PATH and SN values of the cell. Which translates into relationships:
  • NEXT_PATH_R PATH + 1 (modulo NB_PATH) (5) IF NEXT_PATH_R ⁇ 0
  • OTHERWISE NEXT_ SN_R SN + 1 (modulo the numbering size of SN). (7)
  • the 7 least significant bits of the field SN extracted from the cell are reported in the field FRONT_SN of the descriptor of the queue.
  • the NEXT_PATH_R and NEXT_SN_R information of the second connection context is updated according to the PATH and SN values of the cell.
  • NEXT_PATH_R PATH + 1 (modulo NB_PATH) (5)
  • OTHERWISE NEXT_SN_R SN + 1 (modulo the numbering size of SN). (7)
  • the second process In addition to receiving cells, the second process extracts cells from the queues and puts them in the sequencing queue. For a given connection, following the reception of a cell, or when a cell of this connection has been extracted from the sequencing queue, periodically, the second process traverses the queues. If they are empty, the second process does nothing. If they are not empty, several cases may arise.
  • Figure 7 shows four special cases A, B, C, D.
  • TIMEOUT_DATE is initialized if it was not already.
  • the cell is extracted from the queue F1 and stored in the sequencing queue.
  • the NEXT_PATH_R and NEXT_SN_R information of the second connection context is updated and the number of cells waiting for the NB_DELAYED connection is decremented by 1.
  • Case C the expected cell has not arrived but the queue F1 is not empty, which means that at least one cell has been lost on the corresponding transmission path.
  • the second process must then find the next cell to store in the sequencing queue.
  • the dispersion of the cells on the different paths of transmission follows a regular law: the cells are distributed regularly from the transmission path equal to 0, which corresponds to the queue F0, to the transmission path equal to n, which corresponds to the queue Fn.
  • the next expected cell is thus the cell with a sequence number equal to 2 on the transmission path equal to 3. This cell is extracted from the queue F3 and placed in the sequencing queue.
  • the NEXT_PATH_R and NEXT_SN_R information is updated and the number of cells waiting for the NB_DELAYED connection is decremented by 1.
  • Case D the conditions are the same as in case C except that the queue F3 is empty.
  • the extraction of a cell follows the following algorithm:
  • the TIMEOUT_DATE timer is activated if it was not already. If the selected queue is not empty, then the first cell of the queue is extracted and stored in the sequencing queue. The information NEXT_PATH_R and NEXT_SN_R of the second connection context are updated and the number of cells waiting for the connection NB_DELAYED is decremented by 1.
  • the queue selected is queue F3 because it corresponds to the minimum distance.
  • the number of cells waiting for the NB_DELAYED connection is decremented from 1.
  • the TIMEOUT_DATE delay common to all the different transmission paths of a connection makes it possible to limit the waiting times of an expected cell.
  • FIG. 8 gives examples of reordering cells in a switch in which the cells have been dispersed over four transmission paths to which correspond four queues F0, F1, F2, F3. Seven successive steps are illustrated.
  • Step 1 no cell is present in the different queues, F0 to F3.
  • the end date of TIMEOUTJDATE timer is calculated, the timer is activated by setting TV to
  • Step 4 the expected cell has been received, it has been placed in the FS sequencing queue.
  • the number of cells waiting for the NB_DELAYED connection is decremented by 1.
  • the number of cells waiting for connection NB_DELAYED is decremented by 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

L'invention concerne les procédés de dispersion et de remise en ordre de cellules transmises au moyen de connexions (C1, ..., CN1) établies entre une source (3i) et une ou plusieurs destinations(s) (4i) reliées par un réseau de modules de commutation intermédiaires (2i) définissant des chemins de transmission (an). Le procédé consiste à considérer, pour chaque connexion, les différents chemins de transmission (an) comme une seule ressource de transmission dans laquelle il disperse les cellules. Application, à tout commutateur, en particulier ATM.

Description

PROCEDE DE DISPERSION ET DE REMISE EN ORDRE DE CELLULES
La présente invention se rapporte aux procédés de dispersion et de remise en ordre de cellules. Elle s'applique en particulier à un commutateur ATM, abréviation anglo-saxonne de Asynchronous Transfer
Mode, pour véhiculer des informations numériques de nature et de débit aussi variés qu'irréguiiers (voix, vidéos, fichiers).
Ces informations numériques forment des flux de trafic qui peuvent être classés en deux grandes catégories : - une première catégorie de flux regroupe les trafics de type temps réel. De tels trafics sont caractérisés par des paramètres de trafic et des paramètres de contrainte de temps,
- une deuxième catégorie de flux regroupe les trafics de type non temps réel pour lesquels les paramètres de trafic sont peu ou pas définis. Le transfert d'informations numériques par un commutateur est réalisé par l'établissement d'une connexion entre un point d'entrée et un point de sortie du commutateur.
Lorsqu'il s'agit d'un trafic de type temps réel, les ressources nécessaires sont réservées en fonction des paramètres du trafic. Ce type de trafic ne pose pas de problème.
Lorsqu'il s'agit d'un trafic de type non temps réel, il est difficile de réserver des ressources en fonction de paramètres incertains. Ce type de trafic conduit à des connexions ayant des périodes d'activité par rafales. Dans ces conditions, le commutateur doit pouvoir supporter des pointes de trafic sans perte de cellules. Les techniques de routage internes traditionnelles qui consistent à réserver un chemin de transmission au sein du commutateur en fonction de paramètres du trafic, et des paramètres de contrainte de temps sont inefficaces pour ce type de trafic. En particulier les techniques traditionnelles sont inefficaces pour l'ensemble des services suivants, définis par l'ATM Forum dans la spécification V.4 intitulé « Traffic management » :
• le service ABR, initiales anglo-saxonne pour Available Bit Rate,
• le service VBRNRT, initiales anglo-saxonne pour Variable Bit Rate Non Real Time, • le service UBR, initiales anglo-saxonne pour Unspecified
Bit Rate. Soit par exemple une configuration donnée dans laquelle deux chemins de transmission, notés ai et a2, dont une portion est commune permettent de relier chacun une source à une destination séparées par un réseau d'entités de commutation intermédiaires. Deux connexions dont le trafic est sporadique empruntent chacune un de ces deux chemins de transmission. Les connexions étant sporadiques et le nombre de connexion étant parfois grand (plusieurs milliers), cette configuration est très probable. Lorsque les deux connexions émettent en même temps à pleine bande, une congestion se produit sur la portion commune à ai et a2 quel que soit le trafic écoulé sur tous les autres chemins. Dans cette situation, des capacités de commutation du réseau peuvent être perdues ; les techniques de routage internes traditionnelles sont dans ce cas inefficaces. La sous-utilisation des capacités de commutation du réseau est accrue lorsqu'une partie du trafic correspond à des connexions établies chacune entre une source et plusieurs destinations, le trafic est dans ce cas qualifié de « multicast », suivant la terminologie anglo-saxonne.
L'invention propose une solution pour résoudre le problème précédent d'une manière efficace, que le trafic corresponde à des connexions établies chacune entre une source et une destination (le trafic est dans ce cas qualifié de « unicast », suivant la terminologie anglo-saxonne) ou que le trafic corresponde à des connexions établies chacune entre une source et plusieurs destinations.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de dispersion et de remise en ordre de cellules transmises au moyen de connexions établies entre une source et une ou plusieurs destination(s) reliées par un réseau d'entités de commutation intermédiaires définissant des chemins de transmission caractérisé en ce qu'il considère l'ensemble des chemins de transmission comme une seule ressource de transmission accessible à toutes les connexions dans laquelle il disperse les cellules suivant un premier processus déterminé et en ce qu'il remet en ordre les cellules arrivées à destination suivant un deuxième processus déterminé.
Afin d'éviter un blocage sur un des chemins de transmission du réseau, l'ensemble des chemins de transmission est géré comme étant une ressource globale pour véhiculer le trafic de connexions données. Pour cela, les cellules en provenance d'un point d'entrée, la source, sont dispersées dans le réseau à destination d'un point de sortie, la destination dans le cas de connexions unicast ou à destination des points de sortie, les destinations, dans le cas de connexions multicast. La capacité de commutation globale du réseau est partagée par toutes les connexions. Selon un mode préférentiel de réalisation du procédé, le processus de dispersion est effectué sur la base de la connexion : les cellules des différentes connexions sont dispersées sur les différents chemins de transmission suivant une loi régulière (ou round robin suivant la terminologie anglo-saxonne). Le processus de remise en ordre exploite des données contenues dans un contexte de connexion attaché à la destination.
L'invention a pour avantage de gérer efficacement toutes les capacités de commutation du réseau et de ne pas perdre de capacités de commutation quel que soit le type de connexion : unicast (une source vers une destination) ou multicast (une source vers plusieurs destinations). L'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront clairement lors de la description suivante d'exemples particuliers de réalisation, s'appliquant aussi bien pour des connexions unicast que pour des connexions multicast, illustrées par les figures annexées qui représentent : - la figure 1 , une architecture d'un commutateur 1 , ATM par exemple,
- la figure 2, un premier contexte de connexion,
- la figure 3, une représentation détaillée des champs du premier contexte de connexion de la figure 2, - la figure 4, un deuxième contexte de connexion,
- les figure 5 et 6, des représentations détaillées des champs du deuxième contexte de connexion de la figure 4,
- la figure 7, des cas particuliers gérés par le processus de remise en ordre, - la figure 8, différentes étapes d'un exemple particulier de remise en ordre de cellules.
Sur les différentes figures, les éléments homologues sont représentés avec une même référence.
La figure 1 représente une architecture d'un commutateur 1 , ATM par exemple. Généralement de grande capacité, il est basé sur l'utilisation de modules de commutation internes 2, organisés en réseau entre des modules d'entrée 3, et des modules de sortie 4, Entre un module d'entrée 3, donné et un module de sortie 4, donné, différents chemins de transmission existent Pour l'exemple de commutateur illustré par la figure 1 , il y a autant de chemins de transmission différents qu'il y a de modules de commutation intermédiaires dans la colonne centrale, soient les chemins de transmission ai , a2, a3, a4 entre les modules sélectionnés Entre le module d'entrée 3ι et le module de sortie ^ N1 connexions sont à établir, C1 , , CN1 avec N1 =100 par exemple Ces connexions ont pour caractéristique un trafic sporadique de cellules Pour gérer efficacement les capacités de commutation du réseau de modules de commutation internes 2, entre le module d'entrée 3! et le module de sortie 4ι, le procédé considère les différents chemins de transmission ai , a2, a3, a4 comme une seule ressource de transmission Les cellules des différentes connexions C1, , CN1 sont ainsi dispersées sur les différents chemins de transmission ai, a2, a3, a4 Pour disperser les cellules , le procédé suit un premier processus déterminé Lorsqu'elles arrivent à destination, les cellules des différentes connexions C1 , , CN1 sont remises en ordre suivant un deuxième processus déterminé Le deuxième processus consiste essentiellement, pour une connexion donnée, a mémoriser les cellules dans des files d'attente dédiées chacune à un chemin de transmission, à extraire les cellules des files d'attente suivant des critères déterminés pour les ranger dans une file de séqueπcement et à purger les files d'attente lorsqu'une cellule y reste trop longtemps en attente
Suivant un mode privilégié de réalisation, le premier processus et le deuxième processus du procédé sont décrits ci-après Pour disperser et remettre en ordre les cellules, le procédé met en œuvre différents contextes de connexion Un premier contexte de connexion, illustré à titre indicatif par la figure 2, est géré par le premier processus pour chaque connexion Le premier contexte de connexion 5 comprend plusieurs champs 6, 7, 8 Les différents champs 6, 7, 8 sont détaillés sur la figure 3 Un premier champ 6 contient une information permettant de gérer simultanément des connexions utilisant le procédé de dispersion et des connexions n'utilisant pas le procédé de dispersion. Ainsi, cette disposition autorise par exemple la gestion simultanée de connexions destinées à gérer dans la bande des entités de commutation intermédiaire qui ne font pas appel au procédé de dispersion avec des connexions supportant le trafic utilisateur normal qui font appel au procédé de dispersion. Suivant l'illustration le premier champ 6 comprend un bit, par exemple positionné à 1 lorsqu'il s'agit d'une connexion utilisant le procédé de dispersion. Un deuxième champ 7 contient un numéro NEXT_PATH_E indiquant le numéro du chemin de transmission an devant être suivi par la cellule à disperser. Suivant l'illustration le deuxième champ 7 comprend trois bits permettant de distinguer un nombre, NB_PATH, de chemins de transmission an égal au maximum à huit de a-, à a8, pour une connexion donnée. Après dispersion d'une cellule dans le réseau, le premier processus incrémente le numéro NEXT_PATH_E pour la cellule suivante. Au moment de l'établissement d'une connexion, entre le module d'entrée 3ι et le module de sortie 4ι, le numéro NEXT_PATH_E est initiaiise à une valeur déterminée aléatoirement de manière à équilibrer la charge de trafic sur le réseau d'entités de commutation. Un troisième champ 8 contient un numéro NEXT_SN_E indiquant le numéro de séquence de la cellule à disperser. Au moment de l'établissement d'une connexion, le numéro de séquence NEXT_SN_E est initiaiise à 0. Avant d'être dispersée chaque cellule est renseignée de son numéro de séquence SN = NEXT_SN_E et de son numéro de chemin de transmission PATH = NEXT_PATH_E appelés informations de dispersion. Ces deux informations de dispersion SN et PATH sont mémorisées dans un entête de la cellule indépendant du premier contexte de connexion. Un deuxième contexte de connexion, illustré à titre indicatif par la figure 4, est géré par le deuxième processus pour chaque connexion. Le deuxième contexte de connexion 9 comprend plusieurs champs 10, 11. Les différents champs 10, 11 sont détaillés sur la figure 5 et la figure 6. Un premier champ 10 détaillé sur la figure 5 contient plusieurs informations. Une première information 12 est de même nature que l'information contenue dans le premier champ 6 du premier contexte de connexion 5. Une deuxième information 13 est de même nature que l'information contenue dans le deuxième champ 7 du premier contexte de connexion 5. La deuxième information 13 donne le numéro du chemin de transmission de la cellule attendue par le module de sortie pour la connexion donnée. Une troisième information 14 est de même nature que l'information contenue dans le troisième champ 8 du premier contexte de connexion 5. La troisième information 14 donne le numéro de séquence de la cellule attendue par le module de sortie pour la connexion donnée. Une quatrième information 15 indique si le deuxième processus doit prendre en compte ou pas une cinquième information 16 décrite ci-après. Suivant l'illustration, la quatrième information 15 comprend un bit, par exemple positionné à 1 lorsque le processus doit prendre en compte la cinquième information 16 décrite ci-après. La cinquième information 16 donne une indication du temps restant donné par un temporisateur, alloué au deuxième processus pour remettre en ordre les cellules. Suivant l'illustration la cinquième information 16 est codée sur 9 bits. Une sixième information 17 notée NB_DELAYED indique pour une connexion donnée le nombre de cellules en attente, toutes files d'attente confondues. Suivant l'illustration à chacun des chemins de transmission possibles (huit au maximum car NEXT_PATH_R est codé sur trois bits) correspond une file d'attente, soit huit files d'attente par connexion. La sixième information 17 comprend dix bits. Un deuxième champ 11 contient des descripteurs des files d'attente attachées à la connexion donnée. Le deuxième champ 11 comprend un descripteur Q_DESCRIPT [ ] par file d'attente. Le contenu d'un descripteur Q_DESCRIPT [ ] est détaillé à la figure 6. Un descripteur Q_DESCRIPT [ ] comprend plusieurs informations. Une première information 18 donne la valeur d'un pointeur FRONT positionné sur la première cellule de la file d'attente. Suivant l'illustration le pointeur est codé sur 12 bits. Une deuxième information 19 donne la valeur d'un pointeur BACK positionné sur la dernière cellule de la file d'attente. Suivant l'illustration le pointeur est codé sur 12 bits. Une troisième information 20 nommée FRONT_SN donne les sept bits de poids faibles du numéro de séquence de la cellule qui est en tête de file. Une quatrième information 21 indique si la file d'attente est vide ou pas. Suivant l'illustration, la quatrième information 21 comprend un bit, par exemple positionné à 0 lorsque la file d'attente est vide, à 1 lorsqu'elle est non vide. Compte tenu des données précédemment décrites, le déroutement du procédé est le suivant :
Lors de l'établissement d'une connexion le procédé démarre par une phase d'initialisation. Lors de cette phase, le premier processus choisit aléatoirement la valeur du chemin de transmission NEXT_PATH_E et il initiaiise le numéro de séquence NEXT_SN_E à zéro. Simultanément le deuxième processus initiaiise la valeur du chemin de transmission
NEXT_PATH_R correspondant à la première cellule attendue à la valeur choisie aléatoirement par le premier processus pour NEXT_PATH_E et il initiaiise le numéro de séquence NEXT_SN_R à la même valeur que le numéro de séquence NEXT_SN_E choisi par le premier processus, soit zéro. Enfin, il initiaiise les descripteurs de chaque file à zéro. Soit :
Q_DESCRIPT [0-7] = 0. Les files d'attente sont considérées comme vides, et donc NBJDELAYED = 0. Hors phase d'initialisation, le premier processus et le deuxième processus réalisent différentes tâches qui sont décrites ci-après.
Soit une cellule à disperser. L'entête de la cellule est renseigné des informations de dispersion, soit le numéro de séquence NEXT_SN_E et le numéro du chemin de transmission NEXT_PATH_E contenues dans le premier contexte de connexion. Ce qui se traduit par les relations :
SN = NEXT_SN_E (1 )
PATH = NEXT_PATH_E (2)
Le premier processus disperse la cellule dans le réseau. La cellule est émise sur le chemin de transmission NEXT_PATH_E. Le premier processus incrémente ensuite la valeur du chemin de transmission modulo le nombre de chemins de transmission possibles, NB_PATH, et il mémorise la nouvelle valeur dans le premier contexte de connexion. Si la nouvelle valeur du chemin de transmission NEXT_PATH_E est égale à zéro, alors le premier processus incrémente le numéro de séquence NEXT_SN_E modulo la taille de numérotation du numéro de séquence et le mémorise dans le premier contexte de connexion, sinon il garde le numéro de séquence NEXT_SN_E inchangé.
Lorsque la cellule arrive à destination, le deuxième processus est activé. Il extrait de l'entête de la cellule les informations de dispersion : SN et PATH. Dans une première étape, le deuxième processus vérifie si la cellule reçue s'insère dans la fenêtre de réception. Une première extrémité de la fenêtre de réception est déterminée par la cellule en attente identifiée par les valeurs du deuxième contexte de connexion NEXT_SN_R et NEXT_PATH_R. Une deuxième extrémité est située à une distance de la première extrémité égale à la taille d'une file d'attente, 128 cellules pour l'exemple considéré. La vérification peut être réalisée en testant l'expression suivante :
X = Valeur non signée de [SN - NEXT_SN_R]
SI (X = 0 et la file d'attente de numéro NEXT_PATH_R n'est pas vide)
ALORS la cellule reçue n'est pas dans le fenêtre de réception
SINON SI X < 128
ALORS la cellule reçue est dans la fenêtre de réception SINON la cellule reçue n'est pas dans la fenêtre de réception.
En fonction du résultat du test, plusieurs cas sont à considérer pour le déroulement du deuxième processus :
1 er cas : la cellule reçue est dans la fenêtre de réception. Deux sous-cas sont à distinguer : 1 er sous-cas : la cellule reçue correspond à la cellule attendue.
C'est-à-dire que d'une part
PATH = NEXT_PATH_R (3) et d'autre part
SN = NEXT_SN_R (4) Dans ces conditions la cellule reçue est rangée dans la file de sequencement. Les informations NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R sont mises à jour en fonction des valeurs PATH et SN de la cellule. Ce qui se traduit par les relations :
NEXT_PATH_R = PATH + 1 (modulo NB_PATH) (5) SI NEXT_PATH_R ≠ 0
ALORS NEXT_ SN_R - SN (6)
SINON NEXT_ SN_R = SN + 1 (modulo la taille de numérotation de SN). (7)
La temporisation TIMEOUT_DATE est inhibée, en fixant le bit TV à O. 2ème sous-cas : la cellule reçue ne correspond pas à la cellule attendue. Si la temporisation n'est pas activée (TV=0), alors la date de fin de temporisation TIMEOUT_DATE est calculée et l'indication est donnée que la temporisation est active en fixant TV à 1. La cellule reçue est mémorisée dans la file d'attente correspondant au chemin de transmission qu'elle a suivi, soit dans la file d'attente de numéro PATH. Le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est incrémente de 1. Si la file d'attente de numéro PATH était vide, alors elle est déclarée non vide, la quatrième information 21 du descripteur Q_DESCRIPT [ ] de la file d'attente est positionné à non vide, S = 1. Les 7 bits de poids faibles du champ SN extrait de la cellule sont reportés dans le champ FRONT_SN du descripteur de la file d'attente.
2ème cas : la cellule reçue est en dehors de la fenêtre de réception. Un incident de transmission a eu lieu et beaucoup de cellules ont été perdues. Dans ces conditions, les files d'attente correspondant à la connexion sont vidées, le nombre de cellules en attente pour la connexion est mis à zéro NB_DELAYED = 0, la temporisation est inhibée, ceci est obtenu en initialisant TV à 0 et la cellule reçue est rangée dans la file de sequencement. Les informations NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour en fonction des valeurs PATH et SN de la cellule.
Ce qui se traduit par les relations :
NEXT_PATH_R = PATH + 1 (modulo NB_PATH) (5)
SI NEXT_PATH_R ≠ 0 ALORS NEXT_SN_R = SN (6)
SINON NEXT_SN_R = SN + 1 (modulo la taille de numérotation de SN). (7)
Parallèlement à la réception de cellules, le deuxième processus réalise l'extraction des cellules des files d'attente pour les ranger dans la file de sequencement. Pour une connexion donnée, à la suite de la réception d'une cellule, ou lorsqu'une cellule de cette connexion a été extraite de la file de sequencement, périodiquement, le deuxième processus parcourt les files d'attente. Si elles sont vides, le deuxième processus ne fait rien. Si elles ne sont pas vides, plusieurs cas peuvent se présenter. La figure 7 présente quatre cas particuliers A, B, C, D. Dans les différents cas, le deuxième processus est en attente de la cellule de numéro de séquence égal à 2 (NEXT_SN_R = 2 ) sur le chemin de transmission égal à 1 (NEXT_PATH_R = 1 ). Pour chaque cas, seulement quatre files d'attente F0, F1 , F2, F3 ont été représentées. Cas A : la cellule attendue n'est pas arrivée ; la temporisation
TIMEOUT_DATE est initialisée si elle ne l'était pas déjà.
Cas B : la cellule attendue SN = 2 est présente dans la file d'attente espérée PATH = 1. La cellule est extraite de la file d'attente F1 et rangée dans la file de sequencement. Les informations NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour et le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est décrémenté de 1.
Cas C : la cellule attendue n'est pas arrivée mais la file d'attente F1 n'est pas vide, ce qui veut dire qu'une cellule au moins a été perdue sur le chemin de transmission correspondant. Le deuxième processus doit alors trouver la prochaine cellule à ranger dans la file de sequencement. Dans l'exemple deux cellules ont été perdues, la cellule SN = 2 sur le chemin de transmission égal à 1 et la cellule SN = 2 sur le chemin de transmission égal à 2. En effet, la dispersion des cellules sur les différents chemins de transmission suit une loi régulière : les cellules sont distribuées régulièrement du chemin de transmission égal à 0, qui correspond à la file d'attente F0, au chemin de transmission égal à n, qui correspond à la file d'attente Fn. La prochaine cellule attendue est ainsi la cellule de numéro de séquence égal à 2 sur le chemin de transmission égal à 3. Cette cellule est extraite de la file d'attente F3 et rangée dans la file de sequencement. Les informations NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R sont mises à jour et le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est décrémenté de 1.
Cas D : les conditions sont les mêmes que celles du cas C sauf que la file d'attente F3 est vide. La date de la fin de temporisation TIMEOUT_DATE est calculée, la temporisation est activée en fixant TV à 1 , si elle ne l'était pas déjà et les valeurs NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour. C'est-à-dire que NEXT PATH R = 3 et NEXT SN R = 2. Quel que soit le cas rencontré, l'extraction d'une cellule suit l'algorithme suivant :
- pour chaque file d'attente un numéro de séquence SNF est déterminé : 1 er cas : la file d'attente n'est pas vide ; dans ce cas le numéro de séquence SNF est déterminé à partir de la troisième information 20 du descripteur Q_DESCRIPT [ ] de la file d'attente. Ainsi SNF = FRONT_SN
2ème cas : la file d'attente est vide ; dans ce cas une valeur virtuelle est calculée de la façon suivante : soit NFILE le numéro de la file d'attente SI NFILE < NEXT_PATH_R
ALORS SNF = NEXT_SN_R + 1 SINON SNF = NEXT_SN_R - pour chaque file d'attente une distance entre la cellule de numéro de séquence SNF et la cellule attendue est calculée. Cette distance est donnée par l'expression suivante : distance(NFILE) = (NB_PATH*[SNF-NEXT_SN_R]+ [NFILE-NEXT_PATH_R]) (modulo NB_PATH*128) - la file d'attente sélectionnée est celle dont la distance, distance (NFILE), est minimale.
- si la file d'attente sélectionnée est vide, la temporisation TIMEOUT_DATE est activée si elle ne l'était pas déjà. Si la file d'attente sélectionnée n'est pas vide, alors la première cellule de la file d'attente est extraite et rangée dans la file de sequencement. Les informations NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour et le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est décrémenté de 1. Ainsi en reprenant le cas A de la figure 7, il est possible de calculer la distance, distance (NFILE), pour chaque file d'attente F0 à F3 : pour F0 distance (0) = 4 x (3-2) + (0-1 ) = 3 pour F1 distance (1 ) = 4 x (2-2) + (1 -1 ) = 0 pour F2 distance (2) = 4 x (2-2) + (2-1 ) = 1 pour F3 distance (3) = 4 x (2-2) + (3-1 ) = 2 La file d'attente sélectionnée est la file d'attente F1 car elle correspond à la distance minimale. La file d'attente F1 est vide par conséquent la temporisation TIMEOUT_DATE est activée si elle ne l'était pas déjà. Pour le cas C, l'algorithme conduit aux valeurs de distance suivantes : pour FO distance (0) = 4 x (3-2) + (0-1 ) = 3 pour F1 distance (1 ) = 4 x (3-2) + (1-1 ) = 4 pour F2 distance (2) = 4 x (3-2) + (2-1 ) = 5 pour F3 distance (3) = 4 x (2-2) + (3-1) = 2
La file d'attente sélectionnée est la file d'attente F3 car elle correspond à la distance minimale. La file d'attente F3 n'est pas vide, la cellule SN = 2 est rangée dans la file de sequencement. Les informations NEXT_PATH_R et NEXT_SN_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour : NEXT_PATH_R = 0 et NEXT_SN_R = 3, en considérant que le nombre de chemins de transmission NB_PATH est égal à 4. Le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est décrémenté de 1.
La temporisation TIMEOUT_DATE commune à tous les différents chemins de transmission d'une connexion permet de limiter les temps d'attente d'une cellule attendue. A l'expiration de la temporisation, les files d'attente sont vidées, le nombre de cellules en attente pour la connexion est mis à zéro NB_DELAYED = 0. la temporisation est inhibée en fixant TV à 0 et le premier processus et le deuxième processus sont réinitialisés. La figure 8 donne des exemples de remise en ordre de cellules dans un commutateur dans lequel les cellules ont été dispersées sur quatre chemins de transmission auxquels correspondent quatre files d'attente F0, F1, F2, F3. Sept étapes successives sont illustrées.
Etape 1 : aucune cellule n'est présente dans les différentes files d'attente, F0 à F3. La cellule attendue est la cellule portant le numéro de séquence SN = 1 sur le chemin de transmission 1 correspondant à la file d'attente F1.
Etape 2 : une cellule venant du chemin de transmission 2 est reçue avec le numéro de séquence SN = 1. Ce n'est pas la cellule attendue, elle est donc mémorisée dans la file d'attente F2. La date de fin de temporisation TIMEOUTJDATE est calculée, la temporisation est activée en fixant TV à l
Etape 3 : de nouvelles cellules sont reçues, mais comme la cellule attendue (SN = 1 dans F1 ) n'a toujours pas été reçue, les cellules restent mémorisées dans la file d'attente correspondant au chemin de transmission suivi par la cellule.
Etape 4 : la cellule attendue a été reçue, elle a été rangée dans la file de sequencement FS. Les informations NEXT_SN_R et NEXT_PATH_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour : NEXT_PATH_R est incrémente soit NEXT_PATH_R = 2 et NEXT_SN_R est inchangé, soit NEXT_SN_R = 1. . Le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est décrémenté de 1.
Etape 5 : la cellule attendue (SN = 1 dans F2) est présente, elle est extraite et rangée dans la file de sequencement FS. Aucune cellule n'a été reçue. Les informations NEXT_SN_R et NEXT_PATH_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour : NEXT_PATH_R est incrémente soit NEXT_PATH_R = 3 et NEXT_SN_R est inchangé, soit NEXT_SN_R = 1. Le nombre de cellules en attente pour la connexion NB_DELAYED est décrémenté de 1. Etape 6 : la cellule attendue (SN = 1 dans F3) est présente, elle est extraite (NB_DELAYED = NB_DELAYED-1 ) et rangée dans la file de sequencement FS. La cellule SN = 2 est reçue sur le chemin de transmission égal à 3. Elle est mémorisée dans la file d'attente F3 (NB_DELAYED = NB_DELAYED+1 ). Les informations NEXT_SN_R et NEXT_PATH_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour : NEXT_PATH_R est incrémente soit NEXT_PATH_R = 0 (car le modulo est de 4) et NEXT_SN_R est incrémente car NEXT_PATH_R = 0, soit NEXT_SN_R = 2.
Etape 7 : la cellule attendue (SN = 2 dans FO) est présente, elle est extraite (NB_DELAYED = NB_DELAYED-1 ) et rangée dans la file de sequencement FS. La cellule SN = 2 est reçue sur le chemin de transmission 1 . Elle est mémorisée dans la file d'attente F1 (NB_DELAYED = NB_DELAYED+1 ). Les informations NEXT_SN_R et NEXT_PATH_R du deuxième contexte de connexion sont mises à jour : NEXT_PATH_R est incrémente soit NEXT_PATH_R = 1 et NEXT_SN_R est inchangé, soit NEXT_SN_R = 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de dispersion et de remise en ordre de cellules transmises au moyen de connexions établies entre une source (3ι) et une ou plusieurs destination(s) (4|) reliées par un réseau d'entités de commutation intermédiaires (2j) définissant des chemins de transmission (aπ) caractérisé en ce qu'il considère l'ensemble des chemins de transmission (an) comme une seule ressource de transmission accessible à toutes les connexions (C1 , ..., CN1 ) dans laquelle il disperse les cellules suivant un premier processus déterminé et en ce qu'il remet en ordre les cellules arrivées à destination (4j) suivant un deuxième processus déterminé.
2. Procédé de dispersion et de remise en ordre de cellules selon la revendication 1 , caractérisé en ce que pour une connexion donnée le premier processus consiste :
- à gérer un premier contexte de connexion (5) attaché à la source 3 ) et comprenant une première (NEXT_SN_E) et une deuxième (NEXT_PATH_E) informations de dispersion mises à jour après chaque émission d'une cellule pour réaliser une distribution des cellules sur les différents chemins de transmission (a1 ,a2,a3,a4) suivant une loi régulière,
- à renseigner chaque cellule avec les informations de dispersion (SN, PATH) courantes avant de la transmettre sur le chemin de transmission correspondant à la deuxième valeur de dispersion (PATH) contenue dans la cellule, et le deuxième processus consiste pour une destination (4-,) donnée :
- à extraire de l'entête de chaque cellule reçue les informations de dispersion (SN, PATH) et à gérer un deuxième contexte de connexion (9) attaché à la destination (4 pour décider de mémoriser la cellule reçue dans une file d'attente déterminée (FO, F1 , F2, F3) ou de la ranger dans une file de sequencement (FS), pour décider de purger les files d'attente (FO, F1 , F2, F3) ou pour décider d'extraire une cellule d'une file d'attente (FO, F1 , F2, F3) déterminée pour la ranger dans la file de sequencement (FS).
3. Procédé de dispersion et de remise en ordre de cellules selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gestion du premier contexte de connexion (5) attaché à la source (3^ consiste à initialiser, lors de l'établissement de la connexion ou lors d'une réinitialisation, la première information de dispersion (NEXT_SN_E) à une valeur donnée et la deuxième information de dispersion (NEXT_PATH_E) à une valeur déterminée aléatoirement puis à incrémenter, après chaque émission de cellule, la première information de dispersion (NEXT_SN_E) modulo une première valeur déterminée et la deuxième information de dispersion (NEXT_PATH_E) suivant une loi régulière et modulo une deuxième valeur déterminée et en ce que le renseignement de la cellule consiste à copier dans un en-tête de la cellule les valeurs courantes des informations de dispersion (NEXT_SN_E, NEXT_PATH_E) contenues dans le premier contexte de connexion (5).
4. Procédé de dispersion et de remise en ordre de cellules selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gestion du deuxième contexte de connexion (9) consiste :
- à identifier une cellule attendue par un numéro de séquence (NEXT_SN_R) et un numéro de chemin de transmission (NEXT_PATH_R),
- à initialiser, lors de l'établissement de la connexion ou lors d'une réinitialisation, le numéro de séquence (NEXT_SN_R) à la valeur d'initialisation de la première information de dispersion (NEXT_SN_E) et le numéro de chemin de transmission (NEXT_PATH_R) à la valeur d'initialisation de la deuxième information de dispersion (NEXT_PATH_E),
- à mettre à jour la numéro de séquence (NEXT_SN_R) et le numéro de chemin de transmission (NEXT_PATH_R) de la cellule attendue après chaque réception de cellule,
- à définir une fenêtre de réception en fonction de la cellule attendue,
- à détecter un problème de transmission lorsque la cellule reçue arrive en dehors de la fenêtre de réception,
- à purger les files d'attente (F0,F1 ,F2,F3) si un problème de transmission a été détecté, - à comparer, si aucun problème de transmission n'a été détecté la cellule reçue avec la cellule attendue pour décider du rangement de la cellule reçue dans une file d'attente (F0,F1 ,F2,F3) ou dans la file de sequencement (FS),
- à allouer un temps maximum d'attente pour l'attente d'une cellule attendue au-delà duquel les files d'attente (F0,F1 ,F2,F3) sont vidées et le premier et le deuxième processus sont réinitialisés.
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