KR100251778B1 - 큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법 및 스위칭 시스템 - Google Patents

큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법 및 스위칭 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 종합 정보 통신망의 전송 방식인 ATM의 스위칭 시스템에서 버퍼 스케쥴링에 관한 것으로, 교환 시스템에서 지원하는 서비스 품질에 따라서 버퍼를 할당하고, 버퍼내에 저장된 셀 수를 나타내는 큐 길이(queue depth) 정보를 이용하여 각 서비스 품질에 따른 버퍼의 서비스 시간을 동적으로 할당하여 다양한 서비스 품질의 지원을 목적으로 하는 큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법 및 스위칭 시스템에 관한 것이다.
하나의 버퍼를 이용하여 셀 서비스를 지원하는 종래의 ATM 스위칭 시스템에서 는 다양한 서비스 품질을 요구하는 ATM 망의 가입자에게는 높은 서비스 품질을 제공하는데 한계가 있다. 즉, 연결별로 갖는 서비스 품질에 알맞는 서비스를 지원하지 못하고 획일적인 서비스를 지원하게 된다.
본 발명에서는 다양한 종류의 서비스 품질을 지원하기 위하여 요구하는 각 서비스품질에 따라서 버퍼를 할당하고, 각 버퍼의 점유 정보와 서비스 품질 정보를 이용하여 각 버퍼의 서비스 시간을 동적으로 가변시켜 다양한 서비스의 품질을 지원할 수 있다.

Description

큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법 및 스위칭 시스템
본 발명은 광대역 종합 정보 통신망(Broadband Integrated Service Digital Network:이하 B-ISDN이라 칭한다.)의 전송 방식인 ATM(Aynchronous Transfer Mode: 이하 ATM 이라 칭한다.) 스위칭 시스템의 버퍼 스케쥴링(buffer scheduling) 방법과, 이 방법을 적용하는 스위칭 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교환 시스템에서 지원하는 서비스 품질에 따라서 버퍼를 할당하고, 버퍼내에 저장된 셀 수를 나타내는 큐 길이(queue depth) 정보를 이용하여 각 서비스 품질에 따라서 서비스 시간(service time)을 동적으로 할당하여 다중 서비스 품질(multi-Quality of Service) 지원을 할 수 있는, 큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법 및 스위칭 시스템에 관한 것이다.
도1은 종래의 ATM 망에서 사용되는 스위칭 시스템의 구성을 나타낸것이다.
스위칭 시스템(101)으로 입력되는 셀(102)은, 선입선출(First In First Out:FIFO) 방식으로 운용되는 단일 버퍼에 순차적으로 저장된 후, 저장된 순서대로 처리하여 ATM 기능 소자(105)의 스위치 소자(switch element)를 경유하여 출력 포트를 통하여 전송된다.
종래의 ATM 스위칭 시스템에서는, 높은 서비스 품질의 보장을 위하여 우선 순위를 고려한 스케쥴링 방법이 사용되고 있다.
우선 순위 제어 방법(priority control)에는 시간 우선 순위 방법과 공간 우선 순위 방법이 있다.
시간 우선 순위 방법(time priority control)은, 입력되는 셀에 두개의 우선 순위를 할당하여, 음성 신호와 같은 실시간성을 요구하는 트래픽에 대해서는 높은 우선 순위를 할당하고, 데이터 트래픽과 같이 실시간성을 요구하지 않는 데이터의 경우는 낮은 우선 순위를 할당한다.
우선 순위가 높은 셀은 버퍼의 우선 순위가 낮은 셀의 앞에 항상 존재하고, 버퍼내에 모두 고 우선 순위셀이 존재하는 경우엔, 고 우선 순위 셀의 가장 마지막에 위치하여, 선입선출 방식으로 서비스 되어지는 방법으로, 고 우선 순위 셀을 먼저 전송하여 시간에 대한 서비스 품질을 보장한다.
반면에, 공간 우선 순위 방법(space priority control)은 시간에 우선 순위를 할당하는 방법이 아니고, 데이터 트래픽과 같이 실시간성은 없지만 데이터의 손실에 대해서 매우 민감한 트래픽에 대해서 고 우선 순위를 할당하고, 실시간성 트래픽에 대해서는 저 우선 순위를 할당하는 방법으로, 손실에 대한 서비스 품질을 보장하고자 하는것이다.
공간 우선 순위 방법에는 경로 분리 방법(route seperation), 부분 버퍼 공유 제어 방법 (partial buffer sharing)및 축출 우선 순위 방법(push-out)이있다.
경로 분리 방법은, 각 우선 순위셀에 대해서 분리된 버퍼를 할당하는 방법으로서 고 우선 순위 셀의 버퍼를 먼저 서비스하고, 저 우선 순위셀을 전송하는 방식이다.
부분 버퍼 공유 방법은, 버퍼를 논리적으로 나누어 버퍼내에 존재하는 셀의 수가 일정 레벨이상이 되면, 입력되는 저 우선 순위셀을 폐기하고 고 우선순위 셀의 입력만을 허용하여, 고 우선 순위 셀에 대한 서비스 품질을 보장하는 것이다.
축출 우선 순위 제어 방법은, 고 우선 순위의 셀이 버퍼에 도착했을 때 버퍼에 여유 공간이 존재하면, 마지막에 입력되어 선입선출 방식으로 서비스되고, 버퍼에 여유 공간이 존재하지 않을 경우에는, 버퍼내에 존재하는 저 우선 순위셀을 폐기시키고, 고 우선 순위셀을 버퍼내에 저장하는 방법으로, 고 우선 순위 셀에 대한 서비스 품질의 보장을 목적으로 한다.
그러나, 상기와 같이 하나의 서비스 품질을 이용하여 단일 버퍼를 사용하는 경우는, 하나의 물리적 경로를 통하여 다양한 형태의 서비스를 요구하는 ATM 망의 가입자에게는 높은 서비스 품질을 제공하는데 한계가 있다.
즉, 연결별로 갖는 서비스 품질에 알맞는 서비스를 지원하지 못하고 획일적인 서비스를 지원하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스위칭 시스템에서 지원하는 서비스 품질에 따라서 별도의 버퍼를 할당하고, 이들 버퍼내에 저장된 셀 수를 의미하는 버퍼 길이 정보와 서비스 품질 정보를 이용하여 각 서비스 셀에 대한 서비스 시간을 동적으로 할당하여 다중 서비스 품질(multi-QoS) 지원이 가능한, 큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법 및 스위칭 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 스위칭 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 의한 버퍼 스케쥴링 방법을 이용하는 스위칭 시스템의 구성도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
201. 연결 관리 모듈 202. 서비스 품질 분배기
203. 큐 204. 스케쥴러
205. 스케쥴링 정보 블록 206. 스위치
207. ATM 소자(통계적 다중화기)
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스위칭 시스템에 입력되는 셀을 서비스 품질에 따라서 해당 버퍼로 전송하는 서비스 품질 분배기와 ; 컴퓨터의 데이터 트래픽과 같은 손실에 민감한 셀(loss sensitive cell)을 저장하는 큐 1 ; 음성 신호등의 약간의 시간 제약을 받는 트패픽과 같은 지연에 민감한 셀(delay sensitive cell)을 저장하는 큐 2 ; 손실과 지연 모두에 민감하지 않은 셀을 저장하는 큐 3 ; 버퍼의 상태를 검사하여 버퍼의 스케쥴링 정보를 변경하는 스케쥴러 및 ; 상기 스케쥴러 및 연결 관리 기능 블럭에 의해서 결정되는 스케쥴링 정보를 가지는 스케쥴링 정보 블록을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 큐 3의 점유도가 시스템내에서 최대 허용 지연시간을 만족하는 버퍼의 길이를 의미하는 임계치(Threshold)의 3/2 이하로 떨어지면 큐 1의 서비스 시간을 늘리고, 큐3의 서비스 시간을 줄이는 과정과 ; 만약 큐 3의 점유도가 임계치의 7/4이상이되고, 큐 1의 점유도가 임계치의 1/2이하이고, 동시에 큐 2의 점유도가 임계치 이하가 될때 큐 1 또는 큐 2의 서비스 시간을 줄이고, 큐 3의 서비스 시간을 늘려주는 과정 ; 큐3의 버퍼가 풀(full)이되면 큐 1 또는 큐 2 중에서 점유도가 낮은 버퍼에 서비스 타임을 줄이고, 줄여진 만큼의 시간을 큐 3에 할당하는 과정 ; 큐 2의 점유도가 임계치 이하로 떨어지는 경우 큐 1로 서비스 시간을 할당하는 과정 ; 큐 2의 점유도가 임계치의 3/2 이상으로 증가하면 큐 3의 서비스 시간을 줄여주고 만약에 큐 3의 점유도가 임계치의 7/4이상의 경우에는 큐 1의 서비스 시간을 줄여주고, 줄여진 양 만큼의 서비스 시간을 큐 2에 할당하는 과정 및 ; 큐 1의 점유도가 임계치의 3/4를 초과하면 큐 3또는 큐 2로부터 서비스 시간을 줄이고, 줄여진 만큼의 서비스 시간을 큐 1에 할당하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에의한 버퍼링 방식을 이용한 스위칭 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.
우선 시스템내에 연결 설정(connection setup)시, 연결 관리 모듈은 각 연결에 대한 서비스 품질 정보를 서비스 품질 분배기에 설정하고, 각 서비스 품질별 대역폭 점유도에 따라 결정된 스케쥴링 정보를 스케쥴링 정보 블럭에 설정한다.
각 서비스 품질에 따라서 셀이 전송됨에 따라서 버퍼의 길이 정보는 스케쥴러에 전달되고, 스케쥴러는 하기와 같은 동작을 이용하여 각 버퍼에 대한 서비스 시간을 변경하여 각 버퍼의 셀을 스케쥴링하게 된다.
큐3의 점유도가 시스템내에서 최대 허용 지연시간을 만족하는 버퍼의 길이를 의미하는 임계치(Threshold)의 3/2 이하로 떨어지면 큐1의 서비스 시간을 늘리고, 큐3의 서비스 시간을 줄인다. 만약 큐3의 점유도가 임계치의 7/4이상이되고, 큐1의 점유도가 임계치의 1/2이하이고, 동시에 큐2의 점유도가 임계치 이하가 될때 큐1 또는 큐2의 서비스 시간을 줄이고, 큐 3의 서비스 시간을 늘려준다.
만약 큐3의 버퍼가 풀(full)이되면 큐 1 또는 큐 2 중에서 점유도가 낮은 버퍼에 서비스 타임을 줄이고, 줄여진 만큼의 시간을 큐 3에 할당하게 된다.
큐 2의 점유도가 임계치 이하로 떨어지는 경우 큐 1로 서비스 시간을 할당하게 된다. 그리고 큐 2의 점유도가 임계치의 3/2 이상으로 증가하면 큐 3의 서비스 시간을 줄여주고, 만약 큐 3의 점유도가 임계치의 7/4이상의 경우에는 큐 1의 서비스 시간을 줄여주고, 줄여진 양 만큼의 서비스 시간을 큐2에 할당하게 된다.
큐 1의 점유도가 임계치의 3/4를 초과하면 큐 3또는 큐 2로부터 서비스 시간을 줄이고, 줄여진 만큼의 서비스 시간을 큐 1에 할당하게 된다.
본 발명에서는 상기와 같은 버퍼 스케줄링 방법을 이용하여 시간에 민감한 셀 또는 지연에 민감한 셀 및 손실과 지연 모두에 민감하지 않은 셀등의 다양한 서비스 품질을 가지는 ATM 망의 트래픽에 대한 처리가 가능하다.
상기한 바와 같은 구성에 의해 서로 다른 서비스 품질을 가지는 입력 셀에 대해서 각각의 버퍼를 할당하고, 각 버퍼의 점유 정보와 서비스 품질 정보를 이용하여 각 버퍼의 서비스 시간을 동적으로 할당함으로써 다양한 서비스 품질을 지원할 수 있다.

Claims (3)

  1. 스위칭 시스템으로 입력되는 셀을 서비스 품질에 따라서 해당 버퍼로 전송하는 서비스 품질 분배기 ;
    컴퓨터의 데이터 트래픽과 같은 손실에 민감한 셀(loss sensitive cell)을 저장하는 큐 1 ;
    음성 신호등의 약간의 시간 제약을 받는 트패픽과 같은 지연에 민감한 셀(delay sensitive cell)을 저장하는 큐 2 ;
    손실과 지연 모두에 민감하지 않은 셀을 저장하는 큐 3 ;
    버퍼의 상태를 검사하여 버퍼의 스케쥴링 정보를 변경하는 스케쥴러 및 ;
    상기 스케쥴러 및 연결 관리 기능 블럭에 의해서 결정되는 스케쥴링 정보를 가지는 스케쥴링 정보 블럭을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는, 스위칭 시스템.
  2. 큐 3의 점유도가 시스템내에서 최대 허용 지연시간을 만족하는 버퍼의 길이를 의미하는 임계치(Threshold)의 3/2 이하로 떨어지면 큐 1의 서비스 시간을 늘리고, 큐3의 서비스 시간을 줄이는 과정과 ;
    만약 큐 3의 점유도가 임계치의 7/4이상이되고, 큐 1의 점유도가 임계치의 1/2이하이고, 동시에 큐 2의 점유도가 임계치 이하가 될때 큐 1 또는 큐 2의 서비스 시간을 줄이고, 큐 3의 서비스 시간을 늘려주는 과정 ;
    큐3의 버퍼가 풀(full)이되면 큐 1 또는 큐 2 중에서 점유도가 낮은 버퍼에 서비스 타임을 줄이고, 줄여진 만큼의 시간을 큐 3에 할당하는 과정 ;
    큐 2의 점유도가 임계치 이하로 떨어지는 경우 큐 1로 서비스 시간을 할당하는 과정 ;
    큐 2의 점유도가 임계치의 3/2 이상으로 증가하면 큐 3의 서비스 시간을 줄여주고 만약에 큐 3의 점유도가 임계치의 7/4이상의 경우에는 큐 1의 서비스 시간을 줄여주고, 줄여진 양 만큼의 서비스 시간을 큐 2에 할당하는 과정 및 ;
    큐 1의 점유도가 임계치의 3/4를 초과하면 큐 3또는 큐 2로부터 서비스 시간을 줄이고, 줄여진 만큼의 서비스 시간을 큐 1에 할당하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    서비스 품질에 따라서 분리된 버퍼에서 버퍼 길이 정보를 받아 서비스 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는, 큐 점유도 정보를 이용한 적응적 셀 스케쥴링 방법.
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