FR2771239A1 - Procede de controle de flux d'information numerique - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte aux procédés de contrôle de flux d'information numérique entre une source (4) et une destination (5) reliées par un réseau d'entités de commutation intermédiaires (2).Le procédé consiste à réaliser un contrôle de flux sans participation des entités de commutation intermédiaires (2) en estimant un état de charge des entités de commutation intermédiaires (2) et en estimant un état de congestion de la destination (5) pour contrôler un nombre de cellules pouvant être transmises par la source (4) vers la destination (5).Application au contrôle de flux dans un commutateur ATM.
Description
La présente invention concerne un procédé de contrôle de flux d'information numérique entre des sources et des destinations reliées par des entités de commutation intermédiaires organisées en réseau.
Elle permet en particulier de contrôler des flux d'information numérique entre des entités d'un commutateur, par exemple du type commutateur ATM, abréviation de l'expression anglo-saxonne Asynchronous
Transfer Mode.
Transfer Mode.
Les commutateurs de grande capacité sont souvent basés sur l'utilisation d'entités de commutation intermédiaires, des modules de commutation internes, organisés en réseau entre des modules d'entrée et des modules de sortie. L'information numérique est transmise sous forme de cellules. En entrée du réseau, les cellules sont rangées dans des files d'attente en fonction de leur destination. Eventuellement ces files d'attente peuvent être subdivisées pour tenir compte de priorité de transit au sein du réseau. Ce type de priorité peut être qualifié de priorité inteme, il détermine la priorité à l'intérieur du commutateur. Un deuxième type de priorité peut être distingué, il est qualifié de priorité externe. La priorité externe donne la priorité de sortie sur un port physique d'un module de sortie. Pour un module de sortie, le terme port désigne une sortie. Dans la suite du document, le terme port désigne l'association d'un port physique d'un module de sortie et d'une priorité externe et le terme priorité désigne la priorité interne au sein du réseau.
L'information numérique que commute un commutateur est véhiculée par des connexions établies entre un module d'entrée et un port.
Différents types de connexion existent et ont été définis par 'ATM Forum. Ils correspondent aux différents services que peut offrir un commutateur.
Un premier type de connexion qualifié de temps réel génère un trafic avec des paramètres connus. II s'agit en particulier des services CBR (Constant Bit Rate) et VBRrt (Variable Bit Rate real time). Des ressources de commutation internes au commutateur sont réservées a priori en fonction des paramètres du trafic. Les connexions de ce type sont aiguillées en interne du réseau de telle manière que le commutateur rende le service auquel il s'est engagé au moment de l'établissement de la connexion. Ces connexions ne posent pas de problème de congestion.
Un deuxième type de connexion qualifié de non temps réel regroupe des connexions correspondant en particulier aux services ABR, initiales de l'expression anglo-saxonne Available Bit Rate, VBRnrt, initiales de l'expression anglo-saxonne Variable Bit Rate non real time, UBR, initiales de l'expression anglo-saxonne Unspecified Bit Rate et ABT, initiales de l'expression anglo-saxonne ATM Block Transfer. Les connexions correspondantes sont susceptibles de générer du trafic sporadique. Un processus de routage interne ne suffit pas à résoudre le problème d'arrivée en bloc de cellules qui peut générer des phénomènes de congestion au niveau d'un module de commutation interne et/ou au niveau d'un port. Dans ce cas, un contrôle de flux est mis en oeuvre.
II est connu différents procédés de contrôle de flux dans un réseau qui peuvent être classés en fonction des entités du réseau qu'ils impliquent et en fonction des entités sur lesquelles le contrôle s'applique. Le classement correspondant fait apparaître:
- des contrôles de flux en bond par bond,
- des contrôles de flux de bout en bout sans participation des entités de commutation intermédiaires et sans contrôle sur ces entités,
- des contrôles de flux de bout en bout avec participation des entités de commutation intermédiaires et avec contrôle sur ces entités.
- des contrôles de flux en bond par bond,
- des contrôles de flux de bout en bout sans participation des entités de commutation intermédiaires et sans contrôle sur ces entités,
- des contrôles de flux de bout en bout avec participation des entités de commutation intermédiaires et avec contrôle sur ces entités.
Les contrôles de flux en bond par bond s'effectuent entre chaque entité généralement par un échange de crédit comme a pu le définir le QFC alliance (QFC sont les initiales de l'expression anglo-saxonne Quantum
Flow Control; le QFC alliance est une alliance regroupant en particulier des industriels intéressés par les mécanismes de contrôle de flux). Les contrôles de flux en bond par bond peuvent aussi s'effectuer par un système de fenêtrage comme cela est défini dans la recommandation X.25 de l'UIT,
Union Internationale des Télécommunications. Destinés à des réseaux généralement extérieurs à des commutateurs, ces contrôles peuvent être adaptés au contrôle de flux dans un commutateur. Mais la faible complexité et la faible capacité mémoire des modules de commutation internes, imposées par des contraintes de coût du commutateur, limitent leur participation et leur permettent de ne réaliser qu'un contrôle de flux rudimentaire.
Flow Control; le QFC alliance est une alliance regroupant en particulier des industriels intéressés par les mécanismes de contrôle de flux). Les contrôles de flux en bond par bond peuvent aussi s'effectuer par un système de fenêtrage comme cela est défini dans la recommandation X.25 de l'UIT,
Union Internationale des Télécommunications. Destinés à des réseaux généralement extérieurs à des commutateurs, ces contrôles peuvent être adaptés au contrôle de flux dans un commutateur. Mais la faible complexité et la faible capacité mémoire des modules de commutation internes, imposées par des contraintes de coût du commutateur, limitent leur participation et leur permettent de ne réaliser qu'un contrôle de flux rudimentaire.
Les contrôles de flux de bout en bout sans participation des entités de commutation intermédiaires et sans contrôle sur ces entités correspondent à des propositions annexes connues sous le terme anglo-saxon de tunneling et faites par l'ATM Forum ou le QFC alliance.
Le contrôle renseigne uniquement la source, un module d'entrée, sur l'état de congestion de la destination, un module de sortie. Le contrôle ne résout pas le problème de congestion des entités de commutation intermédiaires.
Les contrôles de flux de bout en bout avec participation des entités de commutation intermédiaires et avec contrôle sur ces entités ont pour inconvénient de faire participer les entités de commutation intermédiaires. Ils sont ainsi peu compatibles des contraintes de faible complexité et de faible capacité mémoire imposées aux modules de commutation internes qui constituent les entités de commutation intermédiaires. Un tel contrôle de flux est mis en oeuvre par les services
ABR définis par 'ATM Forum.
ABR définis par 'ATM Forum.
L'invention se propose de résoudre les problèmes de congestion tant au niveau de la destination, telle un port, qu'au niveau d'une entité intermédiaire, telle un module de commutation interne, sans nécessiter de participation des entités de commutation intermédiaires.
Un problème de congestion peut se manifester par la situation suivante. Entre une source déterminée et une destination déterminée un premier flux de priorité k est bloqué. Entre la même source et la même destination un deuxième flux de priorité strictement inférieur à k est autorisé.
L'invention se propose en particulier d'empêcher la situation précédente.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de contrôle de flux d'information numérique, transmise sous forme de cellules, entre des sources et des destinations entre lesquelles des connexions sont établies mettant en ceuvre des entités de commutation intermédiaires organisées en réseau caractérisé en ce que les sources et les destinations réalisent le contrôle de flux, sans participation des entités de commutation intermédiaires au contrôle, en calculant un état de congestion des entités de commutation intermédiaires et en calculant un état de congestion des destinations pour contrôler un nombre de cellules pouvant être transmises par une source vers une destination.
Le procédé a pour avantage de réaliser un contrôle de flux entre la source et la destination sans participation des entités de commutation intermédiaires. Le contrôle de flux est basé sur un échange de crédit de cellules entre la destination et la source pour autoriser la source à émettre des cellules vers la destination.
Dans un mode préférentiel de réalisation du procédé1 le contrôle de flux réalisé garantit, pour un flux donné, une première limite supérieure au nombre de cellules contenues à l'intérieur du réseau d'entités de commutation intermédiaires et une deuxième limite supérieure au nombre de cellules réparties entre l'intérieur du réseau d'entités de commutation intermédiaires et le module de sortie.
Le procédé sera bien compris et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description suivante d'exemples particuliers de mise en oeuvre illustrés par les figures annexées qui représentent:
- la figure 1, une architecture d'un commutateur pour lequel le procédé selon l'invention s'applique,
- la figure 2, un exemple de cellule de mise à jour.
- la figure 1, une architecture d'un commutateur pour lequel le procédé selon l'invention s'applique,
- la figure 2, un exemple de cellule de mise à jour.
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, pour lequel le procédé selon l'invention s'applique.
Généralement de grande capacité, il présente une structure basée sur l'utilisation de modules de commutation internes 2 organisés en réseau généralement appelé réseau de brassage 3 entre des modules d'entrée 4 et des modules de sortie 5. Suivant cette structure une congestion du commutateur 1 peut être due à une congestion interne 6 sur un des modules de commutation 2 ou à une congestion 7 sur un port 8 d'un module de sortie 5. Lors du fonctionnement du commutateur 1, I'information numérique est transmise par des connexions 9 établies entre un module d'entrée 4 et un port 8 d'un module de sortie 5. Les connexions 9 empruntent chacune un chemin de transmission parmi les différents chemins de transmission 10 possibles. Pour contrôler la transmission de l'information numérique entre un module d'entrée et un module de sortie, le procédé selon l'invention distingue deux types de flux. Un premier type de flux est désigné par le label
M2M. II correspond aux connexions numériques ayant un même niveau de priorité, un même module d'entrée, et un même module de sortie. Un deuxième type de flux est désigné par le label M2P. II correspond aux connexions numériques ayant un même niveau de priorité, un même module d'entrée, un même module de sortie et un même port sur ce module de sortie. Suivant cette distinction, chaque flux du type M2M est un ensemble de flux de type M2P.
M2M. II correspond aux connexions numériques ayant un même niveau de priorité, un même module d'entrée, et un même module de sortie. Un deuxième type de flux est désigné par le label M2P. II correspond aux connexions numériques ayant un même niveau de priorité, un même module d'entrée, un même module de sortie et un même port sur ce module de sortie. Suivant cette distinction, chaque flux du type M2M est un ensemble de flux de type M2P.
Ainsi pour un commutateur comprenant un nombre NI de modules d'entrée et un nombre N2 de modules de sortie, le tableau 1 donne une représentation des différents flux pouvant exister entre le ième module d'entrée et le jième module de sortie. D'une manière préférentielle, un commutateur ATM a autant de modules d'entrée que de modules de sortie
N1=N2, les accès étant bidirectionnels et chaque module de sortie p a une liaison interne avec le module d'entrée p, p pouvant prendre n'importe quelle valeur entre 1 et N1.
N1=N2, les accès étant bidirectionnels et chaque module de sortie p a une liaison interne avec le module d'entrée p, p pouvant prendre n'importe quelle valeur entre 1 et N1.
<tb>
<SEP> Module <SEP> d'entrée <SEP> i <SEP> vers <SEP> module <SEP> de <SEP> sortie <SEP> j
<tb> <SEP> Port <SEP> 1 <SEP> Port <SEP> m <SEP> Port <SEP> N3
<tb> Priorité <SEP> 1 <SEP> M2M <SEP> (i,j,1) <SEP> M2P <SEP> (i,j,1,1) <SEP> <SEP> M2P <SEP> (i,j,l,m) <SEP> M2P <SEP> (i,j,1,N3)
<tb> Priorité <SEP> k <SEP> M2M <SEP> (ij,k) <SEP> M2P <SEP> (i,j,k,1) <SEP> M2P <SEP> (ij,k,m) <SEP> M2P <SEP> (i,j,k,N3)
<tb> Priorité <SEP> N4 <SEP> M2M <SEP> (i,j,N4) <SEP> M2P <SEP> (i,j,N4,1) <SEP> = <SEP> M2P <SEP> (i,j,N4,m) <SEP> = <SEP> <SEP> M2P <SEP> (i,j,N4,N3)
<tb>
Tableau 1
Chaque module de sortie j comprend un nombre déterminé N3 de ports. Dans le cas d'un commutateur ATM, chaque module d'entrée i comprend de préférence un même nombre déterminé N3 de ports. Chaque connexion numérique peut avoir une priorité k variant entre 1 et un nombre déterminé N4.
<tb> <SEP> Port <SEP> 1 <SEP> Port <SEP> m <SEP> Port <SEP> N3
<tb> Priorité <SEP> 1 <SEP> M2M <SEP> (i,j,1) <SEP> M2P <SEP> (i,j,1,1) <SEP> <SEP> M2P <SEP> (i,j,l,m) <SEP> M2P <SEP> (i,j,1,N3)
<tb> Priorité <SEP> k <SEP> M2M <SEP> (ij,k) <SEP> M2P <SEP> (i,j,k,1) <SEP> M2P <SEP> (ij,k,m) <SEP> M2P <SEP> (i,j,k,N3)
<tb> Priorité <SEP> N4 <SEP> M2M <SEP> (i,j,N4) <SEP> M2P <SEP> (i,j,N4,1) <SEP> = <SEP> M2P <SEP> (i,j,N4,m) <SEP> = <SEP> <SEP> M2P <SEP> (i,j,N4,N3)
<tb>
Tableau 1
Chaque module de sortie j comprend un nombre déterminé N3 de ports. Dans le cas d'un commutateur ATM, chaque module d'entrée i comprend de préférence un même nombre déterminé N3 de ports. Chaque connexion numérique peut avoir une priorité k variant entre 1 et un nombre déterminé N4.
Chaque flux de type M2M de priorité k est le regroupement de flux de type M2P de priorité k et de port m, avec m variant entre 1 et N3.
Par souci de clarté, seuls les labels M2M et M2P sont utilisés pour désigner un flux M2M (i, j, k) et un flux M2P (i, j, k, m).
Pour contrôler les congestions du commutateur, le procédé définit deux types de crédit de cellules attachés chacun à un type de flux. Le premier type de crédit de cellules rend compte des cellules contenues dans le réseau de modules de commutation intermédiaires, ce type de crédit est noté CIF, abréviation pour l'expression anglo-saxonne Cell In Fly. Le deuxième type de crédit de cellules rend compte des cellules qui sont réparties entre le réseau de modules de commutation intermédiaires et le module de sortie, ce type de crédit est noté CIBF.
Entre un module d'entrée et un module de sortie, il y a autant de crédit CIF que de niveau de priorité. Ainsi, dans le cas d'un commutateur dont les différents flux sont illustrés par le tableau 1, le procédé calcule un nombre maximum de N4 crédits CIF (M2M) correspondant à un nombre maximum de N4 flux de type M2M existant entre un module d'entrée donné et un module de sortie donné. Si ce commutateur a N1 modules d'entrée et N1 modules de sortie (c'est le cas généralement d'un commutateur ATM), le procédé calcule un nombre maximum de NlxNlxN4 crédits CIF (M2M).
Entre un module d'entrée et un port d'un module de sortie, il y autant de crédit CIBF que de niveau de priorité. Ainsi dans le cas d'un commutateur dont les différents flux sont illustrés par le tableau 1, le procédé calcule un nombre maximum de N3xN4 crédits CIBF (M2P) correspondant à un maximum de N3xN4 flux de type M2P existant entre un module d'entrée donné et un module de sortie donné. Si ce commutateur a N1 modules d'entrée et N1 modules de sortie (c'est généralement le cas d'un commutateur ATM), le procédé calcule un nombre maximum de N1xN1xN3xN4 crédits CIBF (M2P).
Pour calculer le crédit CIF attaché à un flux donné de type M2M, le procédé met en oeuvre un premier compteur, Compteur Emt (M2M) et un deuxième compteur CompteurRcv (M2M). Le premier compteur Compteur Emt (M2M) compte les cellules émises par un module d'entrée vers un module de sortie pour le flux donné. Le deuxième compteur Compteur (M2M) compte les cellules reçues par le module de sortie pour le même flux donné.
La différence entre ces deux compteurs représente les cellules
CIF contenues dans le réseau de modules de commutation intermédiaires pour le flux donné M2M. Ceci se traduit par la relation suivante:
CIF (M2M) = Compteur~Emt (MZVI) - Compteur (M2M) (1)
Pour calculer le crédit CIBF attaché à un flux donné de type M2P, le procédé met en oeuvre un troisième compteur, Compteur Emt (M2P) et un quatrième compteur Compteur~Out (M2P). Le troisième compteur Compteur (M2P) compte les cellules émises par un module d'entrée vers un port du module de sortie pour le flux donné. Le quatrième compteur Compteur (M2P) compte les cellules transmises par ce port vers l'extérieur du commutateur pour le même flux donné. La différence entre ces deux compteurs représente les cellules CIBF réparties entre le réseau de modules de commutation intermédiaires et le port du module de sortie pour le flux donné. Ceci se traduit par la relation suivante:
CIBF (M2P) = Compteur~Emt (M2P) - Compteur~ Out (M2P) (2)
Les flux de chacun des deux types sont distingués suivant leur niveau de priorité afin d'éviter la situation où un flux prioritaire serait bloqué alors qu'un flux de même destination, de même source mais de plus faible priorité serait autorisé.
CIF contenues dans le réseau de modules de commutation intermédiaires pour le flux donné M2M. Ceci se traduit par la relation suivante:
CIF (M2M) = Compteur~Emt (MZVI) - Compteur (M2M) (1)
Pour calculer le crédit CIBF attaché à un flux donné de type M2P, le procédé met en oeuvre un troisième compteur, Compteur Emt (M2P) et un quatrième compteur Compteur~Out (M2P). Le troisième compteur Compteur (M2P) compte les cellules émises par un module d'entrée vers un port du module de sortie pour le flux donné. Le quatrième compteur Compteur (M2P) compte les cellules transmises par ce port vers l'extérieur du commutateur pour le même flux donné. La différence entre ces deux compteurs représente les cellules CIBF réparties entre le réseau de modules de commutation intermédiaires et le port du module de sortie pour le flux donné. Ceci se traduit par la relation suivante:
CIBF (M2P) = Compteur~Emt (M2P) - Compteur~ Out (M2P) (2)
Les flux de chacun des deux types sont distingués suivant leur niveau de priorité afin d'éviter la situation où un flux prioritaire serait bloqué alors qu'un flux de même destination, de même source mais de plus faible priorité serait autorisé.
Pour atteindre cet objectif les crédits des flux ne sont pas décrémentés et incrémentés séparément : toute cellule émise ou reçue entraîne l'incrémentation ou la décrémentation de tous les compteurs des flux M2M et M2P de priorités inférieures.
Mais le module d'entrée ne dispose pas immédiatement des valeurs du deuxième compteur CompteurRcv(M2M) et du quatrième compteur Compteur Out (M2P) qui dépendent du module de sortie.
A des instants déterminés, le module de sortie renseigne le module d'entrée des valeurs des deuxième compteur CompteurRcv (M2M) et quatrième compteur Compteur (M2P). Ces valeurs sont notées MAJ Compteur Rcv (M2M) et MAJ~Compteur Out (M2P). L'information MAJ~Compteur (M2M) est la dernière valeur que le module d'entrée ait reçue concernant le nombre de cellules qu'il a émises et qui ont été reçues par le module de sortie pour le flux de type M2M. L'information MAJ~Compteur Out (M2P) est la dernière valeur que le module d'entrée ait reçue concernant le nombre de cellules qu'il a émises et qui ont été reçues et déjà transmises à l'extérieur par le port du module de sortie pour le flux de type M2P.
Le module d'entrée ne disposant pas des valeurs émanant du module de sortie en temps réel, le procédé ne peut pas calculer le nombre de cellules CIF ni le nombre de cellules CIBF à partir des relations (1) et (2).
Mais le procédé peut estimer le nombre de cellules émises par le module d'entrée et non encore reçues par le module de sortie, soit le nombre de cellules contenues dans le réseau de modules de commutation intermédiaires, noté CIF, en calculant l'expression suivante :
Compteur (M2M) - MAJ~ Compteur~Rcv (M2M) (3)
De même, le procédé peut estimer le nombre de cellules émises par le module d'entrée vers un port du module de sortie et non encore transmises par le port, soit le nombre de cellules réparties entre le réseau de modules de commutation intermédiaires et le module de sortie, noté
CIBF, en calculant l'expression suivante :
Compteur (M2P) -MAJCompteurOut (M2P) (4)
Le procédé détermine deux valeurs limites Limite (M2M) et Limite (M2P) déterminées à partir des caractéristiques du commutateur et il définit deux relations:
Compteur~Emt (M2M) - MAJ~Compteur~Rcv (M2M) < Limite (M2M) (5)
Compteur~Emt (M2P)-MAJ~Compteur~Out (M2P) < Limite (M2P) (6)
Le procédé garantit à travers les relations (5) et (6) que le nombre de cellules CIF et le nombre de cellules CIBF sont inférieures aux limites déterminées, Limite (M2M) et Limite (M2P). En effet, il s'avère par définition que:
MAJ~Compteur~Rcv (M2M) # Compteur~Rcv (M2M) (7)
et
MAJ~CompteurOut(l22P) Compteur~Out (M2P) (8)
ce qui permet d'écrire que: -(Compteur~Rcv (M2M)) S - (MAJCompteurRcv (M2M)) (9)
et
-(Compteur~Out (M2P)) s -(MAJ Compteur~Out (M2P) ) (10)
et donc
CIF (IVl2M) = Compteur Emt (M2M) - CompteurRcv (M2M)
s CompteurEmt (M2M) - MAJ~Compteur~Rcv (M2M) (I I)
et
CIBF (M2P) = Compteur~Emt (M2P) - Compteur~ Out (M2P)
< CompteurEmt (M2P) - MAJ~Compteur Out (M2P) (12)
et ainsi en combinant (5) et (11) et (6) et (12), il vient que:
CIF(M2M) < Compteur Emt (M2M)-MAJ~Compteur~Rcv (M2M)
limite (M2M) (13)
et
CIBF (M2P) < Compteur~Emt (M2P) - MAJ~Compteur~Out (M2P)
limite (M2P) (14)
Les valeurs des deuxième compteur Compteur Rcv(M2M) et quatrième compteur Compteur Out (M2P) émises par le module de sortie vers le module d'entrée sont qualifiées d'informations de mise à jour. Les informations de mise à jour suivent un chemin de transmission parmi les différents chemins de transmission possibles, de la même manière que les cellules. Elles sont ainsi commutées par les modules de commutation intermédiaires, au même titre que les cellules. Dans le cas particulier de mise en oeuvre du procédé par un commutateur ATM, la transmission des informations de mise à jour se déroule de la façon suivante. Pour un flux
M2M (i, j, k) et les flux M2P (i, j, k, m) associés, le module de sortie j transmet les informations de mise à jour, destinées au module d'entrée i, au module d'entrée j par une liaison interne. Les informations de mise à jour sont ensuite transmises vers le module de sortie i en suivant un chemin de transmission choisi parmi les différents chemins de transmission possibles.
Compteur (M2M) - MAJ~ Compteur~Rcv (M2M) (3)
De même, le procédé peut estimer le nombre de cellules émises par le module d'entrée vers un port du module de sortie et non encore transmises par le port, soit le nombre de cellules réparties entre le réseau de modules de commutation intermédiaires et le module de sortie, noté
CIBF, en calculant l'expression suivante :
Compteur (M2P) -MAJCompteurOut (M2P) (4)
Le procédé détermine deux valeurs limites Limite (M2M) et Limite (M2P) déterminées à partir des caractéristiques du commutateur et il définit deux relations:
Compteur~Emt (M2M) - MAJ~Compteur~Rcv (M2M) < Limite (M2M) (5)
Compteur~Emt (M2P)-MAJ~Compteur~Out (M2P) < Limite (M2P) (6)
Le procédé garantit à travers les relations (5) et (6) que le nombre de cellules CIF et le nombre de cellules CIBF sont inférieures aux limites déterminées, Limite (M2M) et Limite (M2P). En effet, il s'avère par définition que:
MAJ~Compteur~Rcv (M2M) # Compteur~Rcv (M2M) (7)
et
MAJ~CompteurOut(l22P) Compteur~Out (M2P) (8)
ce qui permet d'écrire que: -(Compteur~Rcv (M2M)) S - (MAJCompteurRcv (M2M)) (9)
et
-(Compteur~Out (M2P)) s -(MAJ Compteur~Out (M2P) ) (10)
et donc
CIF (IVl2M) = Compteur Emt (M2M) - CompteurRcv (M2M)
s CompteurEmt (M2M) - MAJ~Compteur~Rcv (M2M) (I I)
et
CIBF (M2P) = Compteur~Emt (M2P) - Compteur~ Out (M2P)
< CompteurEmt (M2P) - MAJ~Compteur Out (M2P) (12)
et ainsi en combinant (5) et (11) et (6) et (12), il vient que:
CIF(M2M) < Compteur Emt (M2M)-MAJ~Compteur~Rcv (M2M)
limite (M2M) (13)
et
CIBF (M2P) < Compteur~Emt (M2P) - MAJ~Compteur~Out (M2P)
limite (M2P) (14)
Les valeurs des deuxième compteur Compteur Rcv(M2M) et quatrième compteur Compteur Out (M2P) émises par le module de sortie vers le module d'entrée sont qualifiées d'informations de mise à jour. Les informations de mise à jour suivent un chemin de transmission parmi les différents chemins de transmission possibles, de la même manière que les cellules. Elles sont ainsi commutées par les modules de commutation intermédiaires, au même titre que les cellules. Dans le cas particulier de mise en oeuvre du procédé par un commutateur ATM, la transmission des informations de mise à jour se déroule de la façon suivante. Pour un flux
M2M (i, j, k) et les flux M2P (i, j, k, m) associés, le module de sortie j transmet les informations de mise à jour, destinées au module d'entrée i, au module d'entrée j par une liaison interne. Les informations de mise à jour sont ensuite transmises vers le module de sortie i en suivant un chemin de transmission choisi parmi les différents chemins de transmission possibles.
Le module de sortie i transmet ensuite par une liaison interne au module d'entrée i les informations de mise à jour en provenance du module de sortie j et ayant transité par le module d'entrée j. Dans tous les cas, les informations de mise à jour sont émises vers le module d'entrée à une fréquence dont le choix doit tenir compte de la volonté de ne pas surcharger les modules de commutation intermédiaires tout en gardant une récurrence suffisante pour que le module d'entrée puisse correctement calculer les crédits de cellules. La récurrence d'envoi des informations de mise à jour est fixée par une limite d'incrémentation déterminée Limite Inc. La limite d'incrémentation Limite Inc définit une butée à un cinquième compteur Inc~Compteur~Rcv (M2M) et à un sixième compteur Inc Compteur (M2P).
Le cinquième compteur lncCompteur~Rcv (M2M) compte le nombre de cellules reçues par le module de sortie depuis la dernière émission des informations de mise à jour. Le sixième compteur Inc Compteur Out(M2P) compte le nombre de cellules transmises à l'extérieur par le port du module de sortie depuis la dernière émission des informations de mise à jour.
Lorsque le cinquième compteur Inc~Compteur~Rcv (M2M) ou le sixième compteur Inc Compteur (M2P) atteint la limite d'incrémentation Limite~lnc alors une procédure de mise à jour est déclenchée. La procédure de mise à jour consiste d'une part à émettre les informations de mise à jour vers le module d'entrée et d'autre part à réinitialiser, par une mise à zéro par exemple, le cinquième compteur IncCompteur Rcv(M2M) et le sixième compteur Inc~Compteur~Out (M2P). L'émission des informations de mise à jour est réalisée par l'émission d'une cellule de mise à jour. La cellule de mise à jour a un certain format qui dépend du nombre de priorités, du nombre de modules de sortie, du nombre de ports par module de sortie et des limites des crédits de cellule, Limite (M2M) et Limite (M2P).
Soit l'exemple suivant:
- Les crédits de cellules sont limités à la valeur 32. Les compteurs permettant de calculer ces crédits sont ainsi codés sur 6 bits (26=64). Le sixième bit permet d'éviter toute ambiguïté de comptage. Ainsi le deuxième compteur Compteur (M2M) et le quatrième compteur
Compteur Out (M2P) sont codés sur 6 bits.
- Les crédits de cellules sont limités à la valeur 32. Les compteurs permettant de calculer ces crédits sont ainsi codés sur 6 bits (26=64). Le sixième bit permet d'éviter toute ambiguïté de comptage. Ainsi le deuxième compteur Compteur (M2M) et le quatrième compteur
Compteur Out (M2P) sont codés sur 6 bits.
- Le nombre de modules d'entrée et le nombre de modules de sortie est de 16. 4 bits permettent de numéroter les modules d'entrée et 4 bits permettent de numéroter les modules de sortie.
- Le nombre de ports physiques par module de sortie est de 4 et le nombre de priorité externe est de 2. Il y a donc 8 ports ( logiques ) par module de sortie.
- Le nombre de priorité internes est de 6.
Dans ces conditions, il existe 6 flux de type M2M entre un module d'entrée donné et un module de sortie donné et chaque flux de type M2M se compose de 8 flux de type M2P. La cellule de mise à jour correspondante transmise entre ce module de sortie et ce module d'entrée est illustrée à la figure 2. La cellule de mise à jour 11 comprend un premier champ 12 et un deuxième champ 13. Le premier champ 12 contient la valeur de chaque deuxième compteur Compteur Rcv (M2M) de chacun des six flux de type
M2M. Chaque compteur est codé sur 6 bits. La longueur totale du champ est par conséquent de 6 x 6 = 36 bits. Le deuxième champ 13 contient la valeur de chaque quatrième compteur Compteur~Out (M2P) de chacun des huit flux de type M2P composant un flux de type M2M. Chaque compteur est codé sur 6 bits. La longueur totale du champ est par conséquent de 6x6x8=288bits.
M2M. Chaque compteur est codé sur 6 bits. La longueur totale du champ est par conséquent de 6 x 6 = 36 bits. Le deuxième champ 13 contient la valeur de chaque quatrième compteur Compteur~Out (M2P) de chacun des huit flux de type M2P composant un flux de type M2M. Chaque compteur est codé sur 6 bits. La longueur totale du champ est par conséquent de 6x6x8=288bits.
Les caractéristiques du procédé ont été détaillées dans la description qui précède.
En conservant l'exemple d'un commutateur, le déroulement du procédé est le suivant les cellules devant être transmises par le commutateur sont organisées dans des files d'attente, du type FIFO (abréviation de l'expression anglo-saxonne First In First Out), en fonction du module d'entrée, du module de sortie, du port et du niveau de priorité de la connexion à laquelle elles sont destinées. II est équivalent de parler d'une organisation des cellules en fonction des flux de type M2P. Soit une cellule devant être transmise suivant le flux M2P (i, j, kl, mil), c'est-à-dire par une connexion entre le module d'entrée déterminé i et le port déterminé ml du module de sortie déterminé j avec un niveau de priorité déterminé kl. La transmission de la cellule nécessite la sélection de la file d'attente dans laquelle elle est mémorisée. La sélection de la file d'attente est autorisée par le procédé uniquement si les relations (5) et (6) sont satisfaites. Après autorisation, la cellule est transmise suivant le flux M2P (i, j, kl, mil). Le premier compteur CompteurEmt (M2M) et le troisième compteur Compteur Emt (M2P) de chacun des flux M2M (i, j, I) et de chacun des flux
M2P (i, j, I, ml) ayant un niveau de priorité I inférieur ou égal à ki sont incrémentés. Lors de la réception de la cellule par le module de sortie j, le deuxième compteur CompteurRcv (M2M) de chacun des flux M2M (i, j, I) ayant un niveau de priorité I inférieur ou égal à kl est incrémenté. Le cinquième compteur Inc Compteur Rcv (M2M) lié au module de sortie j et dédié aux flux entre le module d'entrée i et le module de sortie j est incrémenté. Lorsque la valeur du cinquième compteur Inc CompteurRcv (M2M) est égale à la limite d'incrémentation Limite Inc, la procédure de mise à jour est déclenchée. A un instant déterminé, la cellule reçue par le module de sortie j est transmise à l'extérieur par l'intermédiaire du port m1.
M2P (i, j, I, ml) ayant un niveau de priorité I inférieur ou égal à ki sont incrémentés. Lors de la réception de la cellule par le module de sortie j, le deuxième compteur CompteurRcv (M2M) de chacun des flux M2M (i, j, I) ayant un niveau de priorité I inférieur ou égal à kl est incrémenté. Le cinquième compteur Inc Compteur Rcv (M2M) lié au module de sortie j et dédié aux flux entre le module d'entrée i et le module de sortie j est incrémenté. Lorsque la valeur du cinquième compteur Inc CompteurRcv (M2M) est égale à la limite d'incrémentation Limite Inc, la procédure de mise à jour est déclenchée. A un instant déterminé, la cellule reçue par le module de sortie j est transmise à l'extérieur par l'intermédiaire du port m1.
Ceci entraîne l'incrémentation du quatrième compteur Compteur Out (M2P) de chacun des flux M2P (i, j, I, mi) ayant un niveau de priorité I inférieur ou égal à ki et l'incrémentation du sixième compteur lnc~CompteurOut (M2P) lié au port mi du module de sortie j. Lorsque la valeur du sixième compteur Inc Compteur Out (M2P) est égale à la limite d'incrémentation Limite~lnc, la procédure de mise à jour est déclenchée. La procédure de mise à jour consiste d'une part à émettre une cellule de mise à jour vers le module d'entrée i et d'autre part à réinitialiser le cinquième compteur Inc~Compteur Rcv (M2M) et le sixième compteur Incçompteur Out (M2P).
La cellule de mise à jour contient la valeur du deuxième compteur CompteurRcv (M2M) de chacun des flux M2M (i, j, k) existant entre le module d'entrée i et le module de sortie j quel que soit son niveau de priorité k et elle contient la valeur du quatrième compteur Compteur~Out (M2P) de chacun des flux M2P (i, j, k, m) existant entre le module d'entrée i et le module de sortie j quel que soit son niveau de priorité k et quel que soit son port m. La réinitialisation du cinquième compteur Inc~Compteur~Rcv (M2M) et du sixième compteur Inc Compteur Out (M2P) peut être une mise à zéro par exemple. Lorsque le module d'entrée i reçoit la cellule de mise à jour, le procédé réalise la mise à jour des informations MAJ CompteurRcv (M2M) et MAJ Compteur (M2P). Ceci correspond à l'algorithme suivant:
Faire pour l'ensemble des priorités, 1 S k s N4
MAJ~Compteur~Rcv (M2M) = CompteurRcv (M2M)
Faire pour chaque port, 1 s m 5 N3
MAJ Compteur Out (M2P) = Compteur Out (M2P)
Fin
Fin
Le procédé réalise ensuite la mise à jour de tous les crédits de cellules CîF et la mise à jour de tous les crédits de cellules CIBF pour les flux M2M et M2P existant entre le module d'entrée i et le module de sortie j.
Faire pour l'ensemble des priorités, 1 S k s N4
MAJ~Compteur~Rcv (M2M) = CompteurRcv (M2M)
Faire pour chaque port, 1 s m 5 N3
MAJ Compteur Out (M2P) = Compteur Out (M2P)
Fin
Fin
Le procédé réalise ensuite la mise à jour de tous les crédits de cellules CîF et la mise à jour de tous les crédits de cellules CIBF pour les flux M2M et M2P existant entre le module d'entrée i et le module de sortie j.
Pour ceci, il calcule les premiers termes des relations (5) et (6).
Si les relations (5) et (6) sont satisfaites, une nouvelle cellule peut être transmise du module i vers le module j.
La description de l'invention a été réalisée au moyen d'un exemple particulier, un commutateur. L'invention n'est cependant pas limitée à un tel dispositif. Elle s'applique à tout dispositif comprenant une source, une destination et des entités de commutation intermédiaires organisées en réseau.
Claims (4)
1. Procédé de contrôle de flux d'information numérique, transmise sous forme de cellules, entre des sources (4) et des destinations (5) entre lesquelles des connexions (9) sont établies mettant en oeuvre des entités de commutation intermédiaires (2) organisées en réseau (3) caractérisé en ce que les sources (4) et les destinations (5) réalisent le contrôle de flux, sans participation des entités de commutation intermédiaires (2) au contrôle, en calculant un état de congestion des entités de commutation intermédiaires (2) et en calculant un état de congestion des destinations (5) pour contrôler un nombre de cellules pouvant être transmises par une source (4) vers une destination (5).
2. Procédé de contrôle de flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour un flux donné déterminé par une source, une destination et une priorité interne l'état de congestion des entités de commutation intermédiaires (2) est calculé par l'estimation du nombre de cellules émises par la source (4) et non encore reçues par la destination (5) et en ce que l'état de congestion de la destination (5) est calculé par l'estimation du nombre de cellules émises par la source (4) et non encore transmises par la destination (5).
3. Procédé de contrôle de flux selon la revendication 2 caractérisé en ce que la destination (5) émet vers la source (4) à des instants donnés une cellule de mise à jour contenant une première valeur de mise à jour (MAJ~CompteurRcv (M2M)) égale à la dernière valeur du nombre de cellules reçues (Compteur Rcv (M2M)) par la destination (5) en provenance de la source (4) et une deuxième valeur de mise à jour (MAJ Compteur Out (M2P)) égale à la dernière valeur du nombre de cellules reçues par la destination (5) en provenance de la source (4) et déjà transmises par la destination (5) et en ce que l'estimation du nombre de cellules émises par la source (4) et non encore reçues par la destination (5) est réalisée en soustrayant au nombre de cellules émises (Compteur Emt (M2M)) par la source (4) la première valeur de mise à jour (MAJ~Compteur Rcv (M2M)) de la dernière cellule de mise à jour reçue par la source (4) et en ce que l'estimation du nombre de cellules émises par la source (4) et non encore transmises par la destination (5) est réalisée en soustrayant au nombre de cellules émises (CompteurEmt (M2P)) par la source (4) la deuxième valeur de mise à jour (MAJ~Compteur Out (M2P) de la dernière cellule de mise à jour reçue par la source (4).
4. Application du procédé selon la revendication 3 à un commutateur (1) comprenant des modules d'entrée (4) s'identifiant aux sources (4), des modules de sortie (5) comprenant des ports (8) s'identifiant aux destinations (5,8) et des modules de commutation intermédiaires (2) s'identifiant aux entités de commutation internes (2) caractérisé en ce qu'entre un module d'entrée (4) donné et un module de sortie (5) donné, le procédé définit un premier type de flux (M2M) regroupant les flux entre ce module d'entrée (4) et ce module de sortie (5) quelle que soit leur priorité interne et un deuxième type de flux (M2P) regroupant les flux entre ce module d'entrée (4) et un port (8) du module de sortie (5) quelle que soit leur priorité interne et le procédé contrôle le nombre de cellules pouvant être transmises par le module d'entrée (4) vers le module de sortie (5) en interdisant d'une part à l'estimation du nombre de cellules émises par le module d'entrée (4) et non encore reçues par la module de sortie (5) et d'autre part à l'estimation du nombre de cellules émises par le module d'entrée (4) et non encore transmises par un port (8) du module de sortie (5) de dépasser des limites déterminées (Limite (M2M), Limite (M2P)).
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1997
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- 1998-11-18 US US09/193,872 patent/US6396807B1/en not_active Expired - Lifetime
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| HAAS Z: "ADAPTIVE ADMISSION CONGESTION CONTROL", COMPUTER COMMUNICATIONS REVIEW, vol. 21, no. 5, 1 October 1991 (1991-10-01), pages 58 - 76, XP000240808 * |
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