EP1076964A1

EP1076964A1 - Verfahren zur steuerung des nachrichtenflusses in einem kommunikationsnetz

Info

Publication number: EP1076964A1
Application number: EP99923522A
Authority: EP
Inventors: Klaus Gradischnig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1999-05-04
Publication date: 2001-02-21
Also published as: CN1114303C; CA2331310A1; WO1999059299A1; CN1308805A; US6745361B1

Abstract

Viele Kommunikationsprotokolle benötigen einen Regelkreislauf zwischen Sender und Empfänger derart, dass der Empfänger die Senderate des Senders zu steuern vermag. Vielfach wird dies durch Mitteilung eines Sendefensters bewerkstelligt. Erfindungsgemäss wird dem Sender das aktuell wünschenswerte Sendefenster auch ohne Vorliegen von Nachrichtenverlusten und ohne einer expliziten Aufforderung (Anforderung) durch den Sender mitgeteilt.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Steuerung des Nachrichtenflusses in einem Kommunikationsnetz

Viele Kommunikationsprotokolle benötigen einen Regelkreislauf zwischen Sender und Empfänger derart, daß der Empfänger die Senderate des Senders zu steuern vermag. Vielfach wird dies durch explizite oder implizite Festlegung eines Sendefensters bewerkstelligt, wobei der Sender nur eine bestimmte Anzahl von nicht-quittierten Nachrichten ausstehen haben darf.

Speziell wenn der Empfänger die Größe des Fensters dynamisch festlegen kann, spricht man dabei auch von Kreditvergabe durch den Empfänger, d.h. der Kredit legt die obere Grenze des Sendefensters fest. Der Empfänger benützt die Kreditvergabe dazu, den Sendestrom gemäß der ihm zur Verfügung stehenden Resourcen, u.a. auch der zur Verfügung stehenden Empfangspuffer, zu steuern.

Zumindest ein bereits definiertes Protokoll (Q.2110) benützt zur Kreditvergabe dieselben Nachrichten, welche auch zur positiven bzw. negativen Quittierung benützt werden. Wenn bei einem solchen Verfahren ferner Zeitpunkt und Frequenz der Quittungen im wesentlichen durch den Sender kontrolliert werden (wie z.B. in Q.2110, wo eine Quittung nur aufgrund einer vorherigen Anforderung durch den Sender erfolgt (Ausnahme: bei Erkennen von Nachrichtenverlusten wird in Q.2110 vom Empfänger spontan, d.h. auch ohne Anforderung eine negative Quittung gesandt) ) , so werden auch Zeitpunkt und Frequenz der Modifikationen des Sendefensters durch den Sender bestimmt. Dies steht jedoch im essentiellen Widerspruch zu der Tatsache, daß die Kontrolle des Sendefensters durch den Empfänger in-Abhängigkeit von den ihm zur Verfügung stehenden Resourcen erfolgt. 2 Aufgrund der genannten Kontrolle durch den Sender kommt es zu Situationen, in denen der Empfänger erst nach Eintreffen einer entsprechenden (Kredit-) Anforderung dem Sender eine Änderung des Empfangsfensters mitteilen kann und nicht unmittelbar nach Eintreten der Änderung. Die entstehenden Nachteile sind zweifach. Einereits kann es durch verzögerte Kreditvergabe zu prinzipiell vermeidbaren Blockierungen des Nachrichtenflusses kommen. Andererseits kann es durch verzögerte Kreditreduktion zu einer vermeidbaren Belastung des Empfängers kommen, wodurch es z.B. zu Nachrichtenverlust auf anderen Übertragungsstrecken (Links) und/oder anderen Verbindungen, welche durch dieselbe Empfangs-Vorrichtung (Empfangsstation) kontrolliert werden, kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erfüllt.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert,

Erfindungsgemäß wird dem Sender das aktuell wünschenswerte Sendefenster auch ohne Vorliegen von Nachrichtenverlusten und ohne einer expliziten Aufforderung (Anforderung) durch den Sender (wie z.B. durch eine POLL-PDU in Q.2110) mitgeteilt. Diese Maßnahme wird angewandt, um einerseits Blockierungen des Nachrichtenflusses und andereseits Überbelastungen der Empfangsstation entgegenzuwirken.

Im speziellen kann diese Maßnahme z.B. in Q.2110 dadurch erreicht werden, daß der Empfänger bei notwendigen Veränderungen des Empfangsfensters dies dem Sender durch ein spontanes Aussenden einer sogenannten STAT-PDU mitteilt. Ein weiterer Grund zu einem vorteilhaften spontanen Aussenden einer STAT-PDU kann z.B. auch darin bestehen, dem Sender 3 spontan Nachrichten zu quittieren (bestätigen) , ohne auf eine Aufforderung zu warten.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß, obwohl in Q.2110 nicht vorgesehen, eine STAT-PDU auch spontan durch den Empfänger ausgesendet werden kann, ohne daß es dadurch zu einer Protokollverletzung von Q.2110 beim Sender kommt. Durch die Anwendung der Erfindung bei Q.2110 werden also die oben beschriebenen Nachteile vermieden, ohne daß das Protokoll von Q.2110 verletzt werden muß.

Im folgenden wird die Anwendung der Erfindung bei Q.2110 kurz erläutert.

Tritt der Fall einer wünschenswerten Änderung des

Sendefensters ein, sendet der Empfänger spontan eine STAT-PDU mit dem geänderten Sendefenster . Fälle einer wünschenswerten Änderung liegen z.B. vor, wenn die aktuelle Kapazität des Empfangsbuffers des Empfängers eine bestimmte Schwelle unterschreitet, und/oder die Anzahl der Nutz-Nachrichten, die ein Sender zu einer Verbindung noch unbestätigt senden darf, einen bestimmten Wert unterschreitet.

Ferner wird eine spontane STAT-PDU gesendet, wenn durch Empfang einer SD-PDU eine Lücke im Empfangspuffer geschlossen wird. Dadurch wird ebenfalls einer möglichen Blockierung des Nachrichtenflusses entgegengewirkt. Empfangslücken werden dabei nicht mitgeteilt. N(R) wird wie üblich mit dem aktuellen Wert con VR(R) belegt. Die POLL-Sequenznummer N(PS) wird auf den Wert der zuletzt empfangen POLL-PDU gesetzt

(bzw. 0, falls noch keine POLL-PDU empfangen worden war) . Zur leichteren Verwaltung kann eine zusätliche Empfängerzustandsvaribale VR(PS) eingeführt werden, welche mit 0 initialisiert wird und in der N(PS) einer erhaltenen POLL-PDU abgespeichert wird. 4 Im folgenden wird der Kredit-Aufdatierungs-Mechanismus gemäß Q.2110 sowie gemäß der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 4 nochmals beispielhaft erläutert.

Figur 1 zeigt das Prinzip des Kredit-Aufdatierungs-

Mechanismusses gemäß Q.2110 in Form eines Pfeildiagramms, wobei die Pfeile die übertragenen bzw. empfangenen PDUs darstellen.

Wenn das Senden (Transmission) mit der SD-PDU 21 beginnt, hat der Sender (Transmitter) einen vorher empfangenen Kredit (z.B. über eine vorher empfangene STAT-PDU) zur Übertragung von SD-PDUs bis zur SD-PDU 26 einschließlich, d.h. die Zustandsvariable VT (MS) des Senders hat den Wert 27.

Nachdem der Empfänger die SD-PDU 23 empfangen hat, stellt er fest, daß er den Kredit nunmehr bis einschließlich SD-PDU 29 erweitern kann, d.h. er setzt seine Zustandsvariable VR(MR) auf den Wert 30. Gemäß Q.2110 kann er jedoch zu diesem Zeitpunkt den Sender nicht von dem nunmehr erweiterten Kredit informieren.

Erst sobald die POLL-PDU#53, die nach der SD-PDU 25 gesendet wird, den Empfänger erreicht, kann der Empfänger darauf mit einer STAT-PDU mit der Nummer 53 antworten, wobei diese STAT- PDU den neuen Kreditwert 30 in dem PDU-Parameter (MR) enthält.

In der Zwischenzeit muß der Sender, der die SD-PDU 26 gesendet hat, die Übertragung von weiteren SD-PDUs suspendieren, bis er einen weiteren Kredit empfängt.

Erst nachdem der Sender die STAT-PDU#53, die einen weiteren Kredit enthält, empfangen hat, kann er mit dem Senden von SD- PDUs fortfahren. 5 Figur 2 zeigt beispielhaft das Prinzip des erfindungsgemäßen Kredit-Aufdatierungs-Mechanismusses, wiederum in Form eines Pfeildiagramms, in dem die Pfeile die übertragenen bzw. empfangenen PDUs repräsentieren.

Wenn das Senden mit der SD-PDU 21 beginnt, hat der Sender einen vorher (z.B. via eine fühere STAT-PDU) empfangenen Kredit zum Senden von SD-PDUs bis zur Sequenznummer 26 einschließlich, d.h. die Sender-Zustandsvariable VT (MS) hat den Wert 27.

Nachdem der Empfänger die SD-PDU 23 empfangen hat, stellt er fest, daß er den Kredit nun bis zur SD-PDU 29 einschließlich ausdehnen kann, d.h. er setzt seine Empfänger- Zustandsvariable VR(MR) auf den Wert 30. Außerdem informiert er den Sender von dem erweiterten Kredit mit Hilfe einer STAT-PDU mit der Nummer 52, d.h. der Nummer der vorher empfangenen POLL-PDU, und zwar ohne auf eine andere POLL-PDU zu warten, die als Trigger zum Senden einer STAT-PDU dienen könnte.

Der Sender wird somit über den erweiterten Kredit noch so rechtzeitig informiert, daß er die Übertragung nicht suspendieren muß.

Figur 3 zeigt ein Beispiel für den erfindungsgemäßen Kredit- Aufdatierungs-Mechanismuss nach dem Schließen einer Lücke im Empfangspuffer, und zwar wiederum in Form eines Pfeildiagramms, in dem die Pfeile die gesendeten bzw. empfangenen PDUs repräsentieren.

Der Empfänger stellt den Empfangspuffer für sechs SD-PDUs zur Verfügung und erweitert den Kredit gemäß dieser vorhandenen Empfangskapazität. Immer wenn drei SD-PDUs in Reihenfolge empfangen wurden und an den SSCOP-User geliefert wurden, gewährt der Empfänger dem Sender (Transmitter) zusätzlich einen Kredit von drei, der insgesamt wieder den Gesamtkredit 6 von sechs herstellt. Wenn jedoch eine SD-PDU verloren gegangen ist und erneut gesendet werden muß, bleiben Empfangspuffer für eine längere Zeit belegt und verzögern dadurch die Möglichkeit für das Gewähren eines neuen Kredits .

Wenn die Übertragung mit der SD-PDU 21 beginnt, hat der Sender einen vorher empfangenen Kredit (z.B. über eine vorherige empfangene STAT-PDU) zum Senden von SD-PDUs bis zur Sequenz Nummer 26, d.h. die Zustandsvariable VT (MS) des Senders hat den Wert 27.

Nachdem die SD-PDU 23 empfangen wurde, stellt der Empfänger fest, daß er die SD-PDU 22 verloren hat. Gemäß Q.2110 teilt er diesen Umstand dem Sender mit Hilfe einer USTAT-PDU mit und erweitert gleichzeitig den Kredit um eine SD-PDU, d.h. bis zur Sequenznummer 28, da er die SD-PDU 21 zu diesem Zeitpunkt bereits an den User geliefert hat.

Sobald die POLL#53 empfangen worden ist, kann in der daraufhin zurückgesendeten STAT-PDU kein zusätzlicher Kredit gewährt werden, da die SD-PDU 22 noch immer nicht eingetroffen ist. Die STAT#53 teilt dem Sender jedoch die Lücke (22,23) mit.

Sobald die erneut gesendete SD-PDU 22 korrekt empfangen worden ist, können die SD-PDUs 22 bis 25 an den SSCOP-User geliefert werden und der Emfpangspuffer ist dadurch wieder für sechs SD-PDUs verfügbar, d.h. der Kredit kann somit bis auf die Sequenznummer 32 erweitert werden. Der Empfänger informiert zu diesem Zweck unverzüglich den Sender über den erweiterten Kredit mit Hilfe einer STAT-PDU der Sequenznummer 53, also der Nummer der bereits früher empfangenen und erwiderten POLL-PDU, ohne daß er auf eine weitere POLL-PDU wartet, auf die er üblicherweise als 'Trigger zum Senden einer STAT-PDU warten müßte. 7 Figur 4A zeigt Modifikationen im SSCOP, die dazu dienen, den Algorithmus in Figur 4B aufzurufen (die genannten Modifikationen sind dunkel schattiert) .

Die Figur 4B zeigt den durch die genannten Modifikationen aufgerufenen Algorithmus in SDL-Form. Kredit wird nach diesem Algorithmus gegebenenfalls auf die Zahl der verfügbaren Puffer zurückgenommen, wenn die Zahl der verfügbaren Puffer zu sehr abnimmt, bzw. Kredit wird erhöht, wenn die Zahl der verfügbaren Puffer dies zuläßt und der noch verfügbare Kredit unter eine bestimmte Schwelle gesunken ist.

Figur 4C zeigt eine Veranschaulichung des Algorithmus nach Figur 4B. In dem Beispiel gemäß Figur 4C ist VR (MR) =V (R) +23. Es sei nun angenommen, daß die SD-PDU mit der Sequenznummer

VR(R) empfangen wurde, wodurch die Lücke geschlossen wird und veranlaßt wird, daß 4 SD-PDUs an den SSCOP-User geliefert werden. F erhält dann den Wert 14 und NC = VR(H)+14 = VR(R)+13+14 > VR(R) + 23. Da VR(MR) - VR(H) = VR(R) + 23 - VR(R) - 13 = 10 < VR(U) ist, muß ein zusätzlicher Kredit gewährt werden.

Verwendete Abkürzungen:

N(MR) PDU-Parameter

PDU Protocol Data Unit

POLL-PDU PDU polling the receiver for a Status report SD-PDU Sequenced Data PDU, transports data for teh SSCOP user STAT-PDU PDU sending a Status report, including a credit value, to the transmitter VR(MR) Maximum Receive State Variable VT (MS) Maximum Send State Variable

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung des Nachrichtenflusses in einem Kommunikationsnetz, demgemäß von einer Empfangsstation aufgrund der Anforderung eines neuen Sendefensters zu einer bestehende Verbindung von einer Sendestation eine Bestätigungsnachricht mit der Angabe des neuen Sendefensters zu der Sendestation gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß von der Empfangsstation eine Nachricht mit der Angabe eines neuen Sendefensters auch ohne vorherige Anforderungsnachricht gesendet wird, um dadurch Blockierungen des Nachrichtenflusses und/oder Überbelastungen der Empfangsstation entgegenzuwirken.

2 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von Empfangsstation zur Übermittlung eines neuen Sendefensters, das ohne vorherige Anforderungsnachricht gesendet wird, dieselbe Nachricht benützt wird, welche auch zur Bestätigung einer Anforderungsnachricht benützt wird.

3. Verfahren nach einem der Anrüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Empfangsstation die Größe des in einer entsprechenden Nachricht übermittelten neuen Sendefensters dynamisch festlegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Empfangsstation nach Erhalt einer Nachricht, welche eine Lücke im Empfangsbuffer schließt, der Sendestation ein neues Sendefenster mitgeteilt wird. 9

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachrichtenfluß durch die m der ITU-T Empfehlung Q.2110 definierten Nachrichten gesteuert wird.

6. Empfangsstation m einem Kommunikations-Netz, die den Nachrichten-Fluß für Verbindung zu mindestens einer Sendestation steuert, indem sie aufgrund einer Anforderung eines neuen Sendefensters für eine Verbindung von einer Sendestation eine Bestatigungsnachricht mit der Angabe des neuen Sendefensters an die Sendestation sendet, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstation eine Nachricht mit der Angabe eines neuen Sendefensters auch dann ohne vorherige Anforderungsnachricht an die Sendestation senden kann, wenn kein Nachrichtenverlust vorliegt.

7. Empfangsstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß d e Empfangsstation zur Übermittlung eines neuen

Sendefensters ohne vorherige Anforderungsnachricht dieselbe Nachricht benutzt, welche sie auch zur Bestätigung einer Anforderungsnachricht benutzt.

8. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstation die Große des m einer entsprechenden

Nachricht übermittelten neuen Sendefensters dynamisch festlegen kann.

9. Empfangstation nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstation nach Erhalt einer Nachricht, welche eine

Lücke im Empfangsbuffer schließt, der Sendestation ein neues Sendefenster mitteilt. 10

10. Empfangstation nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Nachrichtenfluß durch die in der ITU-T Empfehlung Q.2110 definierten Nachrichten steuert.

11. Empfangsstation in einem Kommunikations-Netz, die den Nachrichten-Fluß für Verbindungen zu mindestens einer Sendestation steuert, indem sie aufgrund einer Anforderung eines neuen Sendefensters für eine Verbindung von einer

Sendestation eine Bestätigungsnachricht mit der Angabe des neuen Sendefensters an die Sendestation sendet, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstation eine Nachricht mit der Angabe eines neuen Sendefensters auch dann ohne vorherige Anforderungsnachricht an die Sendestation sendet, wenn die aktuelle Kapazität des Empfangsbuffers der Empfangsstation eine bestimmte Schwelle unterschreitet, und/oder die Anzahl der Nutz-Nachrichten, die eine Sendestation zu einer Verbindung noch unbestätigt senden darf, einen bestimmten Wert unterschreitet.