KR100261292B1

KR100261292B1 - 에이티엠 교환시스템의 우선순위 버퍼제어 방법

Info

Publication number: KR100261292B1
Application number: KR1019970037481A
Authority: KR
Inventors: 권기식; 제동국; 김해숙
Original assignee: 이계철; 한국전기통신공사; 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 2000-07-01
Also published as: KR19990015376A

Abstract

본 발명은 ATM 교환시스템에서의 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 방법에 관한 것으로서, ATM 교환시스템은 셀들에 대한 흐름제어를 위해 헤더필드내에 셀손실 우선순위 정보영역을 두어 트래픽 과부하현상이 발생하는 경우 이 정보를 이용하여 셀 우선순위 흐름제어를 수행하고, ATM 교환기 하나의 매체를 통하여 각종 프로토콜들을 이용하여 이들 서비스를 제공해주며, 상기 서비스들에서는 정보원에서 언제라도 정보들을 버스트하게 전송할 수 있는 가능성이 존재하는데 트래픽 과부하가 발생했을 경우 샐의 흐름을 제어해주기 위해 최대한 상위우선순위 셀들을 버퍼링해주어 상위서비스에 대한 서비스 품질도를 만족시켜 주고, 정상적인 트래픽의 경우에는 하위셀들에 대한 공평한 서비스 기회를 제공함으로써, 전체적인 서비스 만족도를 높여줄 수 있는 효과가 있다.

Description

에이티엠 교환시스템의 우선순위 버퍼제어 방법

본 발명은 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode, 이하 ATM라 칭함) 교환시스템의 우선순위 버퍼제어 방법에 관한 것이다.

ATM 교환시스템은 셀들에 대한 흐름 제어를 위해 헤더필드내에 셀손실 우선순위(Cell Loss Priority, 이하 CLP라 칭함) 정보영역을 두어 트래픽 과부하가 발생하는 경우, 이 정보를 이용하여 셀 우선순위 흐름제어를 수행한다.

ATM 교환시스템은 음성, 데이터, 이미지, 영상 등과 같은 이질적이고 특성이 완전히 구별되는 정보들을 하나의 매체를 통하여 각종 프로토콜들을 이용하여 이들 서비스들을 제공해준다.

이러한 서비스 방식들에는 현재 보편화되어 있는 고정 대역폭 할당방식(Deterministic Bit Rate, 이하 DBR라 칭함) 서비스 이외에 가변 대역폭 할당방식(Statistical Bit Rate, 이하 SBR라 칭함) 서비스, 가용 대역폭 할당방식(Available Bit Rate, 이하 ABR라 칭함) 서비스, ATM 블럭단위 할당방식(ATM Block Transfer, 이하 ABT라 칭함) 그리고 최선의 노력(Best Effort) 서비스로 불특정 할당방식(Unspecified Bit Rate, 이하 UBR라 칭함) 서비스 등이 존재하게 된다.

이중 VBR 서비스 및 ABR 서비스 등에서는 정보원에서 언제라도 정보들을 버스트하게 전송할 수 있는 가능성이 존재하게 된다.

트래픽 과부하가 발생했을 때 셀의 흐름을 제어해주기 위해서 기존에 제시된 우선순위 버퍼제어기법들은 이러한 버스트 트래픽에 적합하지 못해 상위우선순위를 가지는 셀들을 충분히 버퍼링해줄 수 없어 여분의 버퍼공간이 존재하더라도 페기되는 현상이 발생한다.

종래의 우선순위 버퍼제어 방식으로 용량을 초과하여 진입하는 데이터들에 대한 버퍼 흐름제어를 수행하기 위해 제시된 방법들에는 시간우선순위 버퍼제어 방식과, 공간우선순위 버퍼제어 방식이 있다.

시간우선순위 버퍼제어 방식은 트래픽 과부하가 발생하면 버퍼내에 있는 상위우선순위 셀들을 하위우선순위 셀보다 먼저 전송하는 방식으로 이 방식은 셀들의 순서를 유지해주지 못하는 단점이 있어 ATM 교환기에서는 이용하기 어렵다.

공간우선순위 버퍼제어 방식은 하위우선순위 셀들을 선택적으로 폐기하는 방식으로 구현은 간단하나, 하위우선순위 셀들에 대한 서비스율이 낮아지는 단점이 있다.

공간우선순위 버퍼제어 방식에서의 단점을 보완하기 위해 다중버퍼를 이용하는 방식들이 제시되고 있으나, 이들은 ATM 교환시스템에서 발생하는 다양한 버스트 트래픽의 경우 상위우선순위 셀들에 대한 QoS 보장체계가 없어 버퍼에 여분의 공간이 존재함애도 불구하고 상위우선순위 셀들이 하위우선순위 셀들에 비해 먼저 폐기되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 과부하가 발생하는 경우에는 최대한 상위우선순위 셀들을 버퍼링하여 상위서비스에 대한 QoS를 만족시켜주고, 정상적인 트래픽의 경우에는 하위셀들에 대한 공평한 서비스 기회를 제공함으로써, 전체적인 서비스 만족도를 높일 수 있는 우선순위 버퍼제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 ATM 교환기의 프로세서 구조도,

도 2 는 본 발명에 따른 ATM 교환기에서의 우선순위 버퍼 구성도,

도 3 은 본 발명이 적용되는 ATM 교환기에서의 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀 진입 흐름도,

도 4 는 본 발명이 적용되는 ATM 교환기에서의 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀 방출 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 중앙교환 서브시스템(ACS)

11 : 상호연결 교환 네트워크 모듈(ISNM)

12 : 운용보전 프로세서(OMP)

20 : 접속교환 서브시스템(ALS)

21 : 접속교환 네트워크 모듈(ASNM)

22 : 호 연결처리 프로세서(CCCP)

30 : 연동교환 서브시스템(IWS/S)

31 : 상호연동 프로세서(IWP)

32 : 아날로그정합 프로세서(AASP)

40 : 주 버퍼(PB)

50 : 보조 버퍼(AB)

60 : 서버(SERVER)

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀진입과, 상기 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀방출을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 ATM 교환기의 프로세서 구조도로서, 서브시스템에는 접속교환 서브시스템(ATM Local Switching Subsystem, 이하 ALS라 칭함)(20)과 중앙교환 서브시스템(ATM Central Switching Subsystem, 이하 ACS라 칭함)(10), 연동교환 서브시스템(InterWorking Switching Subsystem/Analog Subscriber, 이하 IWS/S라 칭함)(30)의 세가지가 있고, ALS(20)에는 접속교환 네트워크 모듈(Access Switch Network Module, 이하 ASNM라 칭함)(21)이 있어 사용자 접속 서비스를 수행한다.

상기 ACS(10)에서는 상호연결 교환 네트워크 모듈(Interconnection Switch Network, 이하 ISNM라 칭함)(11)이 시스템 전반적인 운용 유지보수를 수행한다.

각각의 기능은 프로세서들로 구성된 블럭들이 처리하게 된다.

상기 ASNM(21)에는 호연결 처리 프로세서(Call ＆ Connection Control Processor, 이하 CCCP라 칭함)(22), ISNM(11)에는 운용보전 프로세서(Operation ＆ Maintenance Processor, 이하 OMP라 칭함)(12)가 각각 존재한다.

ALS(20)의 호접속제어 프로세서는 상위 가입자 호처리기능, 상위 중계선 호처리 기능, 신호방식 처리기능, 유지보수 기능 등을 처리한다.

상위 가입자/중계선 호처리 기능에는 호연결 수락제어(Call Admission Control 이하 CAC라 칭함), 가상경로 식별자/가상채널 식별자(Virtual Path identifier/Virtual Channel Identifier, 이하 VPI/VCI라 칭함)할당, 번호 번역, 스위치 경로선택 등이 있으며, 신호방식처리 기능으로는 신호 메시지 흐름 제어, 신호 메시지 전송 에러 검출 및 복구 등이 있다.

ACS(10)의 운용보전 프로세서는 시스템 재시동, 운용관련 제어, 시험, 가입자 관리, 시스템 자원 관리 등을 수행한다.

그리고 IWS/S(30)는 아날로그 가입자를 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)에 정합주며, 상호연동 프로세서(Interworking Processor, 이하 IWP라 칭함)(31)와 아날로그 정합 프로세서(Analog Access Switching Processor, 이하 AASP라 칭함)(32)가 이를 담당한다.

상기 AASP(32)는 IWS/S(30)의 내부 호제어와 유지보수 등의 전반적인 제어를 수행하며, IWP(31)는 호접속제어 프로세서와 AASP(32)의 내부 IPC 메시지 정합과 디지털화된 음성정보를 셀화하고 다중/역다중화 장치를 제어한다.

도 2는 본 발명에 따른 ATM 교환기에서의 우선순위 버퍼 구성도로서, 버퍼는 주버퍼(Primary Buffer, 이하 PB라 칭함)(40)와 보조 버퍼(Auxiliiary Buffer, 이하 AB라 칭함)(50)의 이중구조를 취한다.

각 버퍼에서 사용되는 한계치들에는 L1(Limit 1), L2(Limit 2), PBC_FULL 그리고 ABC_FULL이 있다.

이중 L1, L2, PBC_FULL은 PB상에 존재하며, ABC_FULL은 AB상에 존재한다.

상기 L1은 모든 과부하상태를 해제시키는 분기점이며, L2는 정상상태에서 L2_OVLD 상태로 천이되는 분기점이며, PBC_FULL은 L2_OVLD 상태에서 FULL_OVLD상테로 천이되는 분기점이다.

각 버퍼내의 현재 셀갯수 및 위치를 나타내는 카운터들로 주 버퍼 카운터(Primary Buffer Counter, 이하 PBC라 칭함)와 보조 버퍼 카운터(Auxiliary Buffer Counter, 이하 ABC라 칭함)가 사용된다.

PBC는 주버퍼상에서 현재 작업이 진행되고 있는 지점의 카운터를 지정하고, ABC는 보조버퍼상에서 현재 진행되고 있는 지점의 카운터를 지칭한다.

이 두가지 버퍼의 동작은 현재 버퍼상태에 따라 각기 다르게 수행된다.

주버퍼는 정상상태일때는 상위셀과 하위셀들이 함께 처리되고, L2_OVLD나 FULL_OVLD와 같은 과부하상태에서는 상위셀들만이 처리된다.

보조버퍼의 동작은 정상상태에서는 대기하고(IDLE), 과부하 L2_OVLD 상태에서는 하위셀을, FULL_OVLD 상태에서는 상위셀을 처리하게 된다.

진입하는 셀 스트림을 각 버퍼로 분기해주는 방식은 각 버퍼상태에 따라 PB 모드, 분리모드, AB 모드의 세가지로 나뉘어진다.

PB 모드는 상위셀과 하위셀 모두 주버퍼로 분기되는 방식이고, 분리모드에서는 상위셀은 주버퍼로, 하위셀은 보조버퍼로 분기된다.

AB 모드는 상위셀은 보조버퍼로, 하위셀은 페기되는데, 이들 분기모드의 변경은 버퍼상태 변경시에 이루어지게 된다.

도 3은 본 발명이 적용되는 ATM 교환기에서의 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀 진입 흐름도이다.

셀 FULL_OVLD 상태와 L2_OVLD 상태(S1)가 셀 진입점(Cell Entrance Point)(S2)을 거쳐 진입하면, L2_OVLD 상태인지를 판단한다(S3).

상기 판단 후 L2_OVLD 상태가 아니면 주버퍼 카운터(PBC)에 셀을 저장하고(S4), 그 카운터가 한계값 L2를 넘는지를 판단한다(S5).

PBC가 L2를 넘는 초과한 경우 L2_OVLD로 상태를 변경하고(S6), 그렇지 않은 경우 다음셀을 기다린다(S7).

L2_OVLD 상태에서 셀이 진입했다면 그 셀이 상위셀인지 하위셀인지를 판단한다(S8).

상기 판단 후 하위 셀인 경우 FULL_OVLD 상태 여부를 판단하여(S9) FULL_OVLD 상태이면, 진입한 하위셀은 폐기되고(S10), 그렇지 않다면 보조버퍼에 하위셀을 저장한다(S11).

판단 후 상위 셀인 경우에는 주버퍼가 가득차 있는지의 여부를 판단하여(S12) 주버퍼 셀카운터가 PBC_FULL인 경우 FULL_OVLD로 상태를 변경하고(S13), 보조버퍼가 가득차 있는지를 판단한다(S14).

상기 판단 후 보조버퍼가 가득차 있다면 진입한 상위셀은 폐기된 후(S15), 셀 진입점(S2)으로 다시 들어가고, 그렇지 않다면 보조버퍼에 저장된다(S16).

상기 판단 후 PBC가 PBC_FULL 이하인 경우 PBC가 L1 한계값만큼 감소했는지 여부를 판단한다(S17).

상기 판단 후 주버퍼 셀 카운터가 L1 이하라면 모든 과부하 상태를 해제한다(S18).

PBC가 L1 한계값이하로 감소하지 않은 경우는 진입한 상위셀을 주버퍼에 저장한 후(S19) 다시 셀 진입점(S2)으로 들어간다.

다음 도 4는 본 발명이 적용되는 ATM 교환기에서의 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀 방출 흐름도이다.

셀 방출 점(S20)에서 셀 방출 주기가 되면 FULL_OVLD 상태인지 여부를 판단하여(S21) FULL_OVLD 상태이면, 보조버퍼에 셀이 존재하는지 판단한다(S22).

판단 후 보조버퍼에 셀이 존재하면, 주버퍼에서 셀을 방출하고(S23), 그렇지 않고 보조버퍼에 셀이 존재하지 않으면, 주버퍼의 셀카운트가 L1 한계값을 초과하는지 여부를 판단한다(S24).

상기 판단 후 L1이 한계값을 초과하면 주버퍼에서 셀을 방출하고(S23), 주버퍼의 셀카운트가 L1 한계값 이하이면 보조버퍼에 있는 셀들을 주버퍼로 이동시킨 후 주버퍼에서 셀을 방출한다(S25).

셀방출 주기가 되었을 때 FULL_OVLD 상태가 아니면 L2-OVLD 상태인지를 판단한다(S26).

상기 판단 후 L2_OVLD 상태가 아니면 주버퍼에서 셀을 방출하고(S27), L2_OVLD 상태이면 주버퍼의 셀카운트가 L1 한계값을 초과하는지를 판단한다(S28).

판단 후 셀 카운트가 L1 한계값을 초과하면 보조버퍼에서 셀을 방출하고(S29), L1 한계값 이하이면 주버퍼에서 셀을 방출한 후(S30) 셀 방출 점(S20)으로 돌아간다.

상술한 바와 같이 본 발명의 우선순위 버퍼제어 방법은 과부하가 발생하는 경우에는 최대한 상위우선순위 셀들을 버퍼링해주어 상위서비스에 대한 서비스 품질도(QoS)를 만족시켜주고, 정상적인 트래픽의 경우에는 하위셀들에 대한 공평한 서비스 기회를 제공함으로써, 전체적인 서비스 만족도를 높여줄 수 있는 우선순위 버퍼제어 기법을 제공하는 효과가 있다.

Claims

ATM 교환기에서 우선순위를 사용하는 버퍼제어 수행중 다중버퍼를 이용하여 버스트 트래픽을 제어하는 방법에 있어서,

상기 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀진입의 제 1 과정과;

상기 버스트 트래픽을 위한 우선순위 버퍼제어 셀방출의 제 2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 ATM 교환시스템의 우선순위 버퍼제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정은

셀 FULL_OVLD, L2_OVLD 상태(S1)가 셀 진입점(S2)을 거쳐 진입하면, L2_OVLD 상태를 판단하는(S3) 제 1 단계와;

상기 판단 후 L2_OVLD 상태가 아니면 주버퍼 카운터(PBC)에 셀을 저장하고(S4), 그 카운터가 한계값 L2를 넘는지 판단하는(S5) 제 2 단계와;

PBC가 L2를 넘는 초과한 경우 L2_OVLD로 상태를 변경하고(S6), 그렇지 않은 경우 다음셀을 기다리는(S7) 제 3 단계와;

L2_OVLD 상태에서 셀이 진입했을 경우, 진입한 셀이 상위셀인지 하위셀인지를 판단하는(S8) 제 4 단계와;

상기 판단 후 하위 셀인 경우 FULL_OVLD 상태 여부를 판단하여(S9) FULL_OVLD 상태이면 진입한 하위셀은 폐기되고(S10), 그렇지 않다면 보조버퍼에 하위셀을 저장하는(S11) 제 5 단계와;

판단 후 상위 셀인 경우, 주버퍼가 가득차 있는지의 여부를 판단하여(S12) 주버퍼 셀카운터가 PBC_FULL인 경우 FULL_OVLD로 상태를 변경하고(S13), 보조버퍼가 가득차 있는지를 판단하는(S14) 제 6 단계와;

상기 판단 후 보조버퍼가 가득차 있다면 진입한 상위셀은 폐기된 후(S15), 셀 진입점(S2)으로 다시 들어가고, 그렇지 않다면 보조버퍼에 저장되는(S16) 제 7 단계와;

상기 판단 후 PBC가 PBC_FULL 이하인 경우, PBC가 L1 한계값만큼 감소했는지 여부를 판단하는(S17) 제 8 단계와;

상기 판단 후 주버퍼 셀 카운터가 L1 이하일 경우, 모든 과부하 상태를 해제하는(S18) 제 9 단계와;

PBC가 L1 한계값이하로 감소하지 않은 경우, 진입한 상위셀을 주버퍼에 저장한 후(S19) 다시 셀 진입점(S2)으로 들어가는 제 10 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ATM 교환시스템의 우선순위 버퍼제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 과정은

셀 방출 점(S20)에서 셀 방출 주기가 되면 FULL_OVLD 상태인지 여부를 판단하여(S21) FULL_OVLD 상태일 경우, 보조버퍼에 셀이 존재하는지 판단하는(S22) 제 1 단계와;

상기 판단 후 보조버퍼에 셀이 존재하면, 주버퍼에서 셀을 방출하고(S23), 셀이 존재하지 않으면, 주버퍼의 셀카운트가 L1 한계값을 초과하는지 여부를 판단하는(S24) 제 2 단계와;

상기 판단 후 L1이 한계값을 초과하면 주버퍼에서 셀을 방출하고(S23), 주버퍼의 셀카운트가 L1 한계값 이하이면 보조버퍼에 있는 셀들을 주버퍼로 이동시킨 후 주버퍼에서 셀을 방출하는(S25) 제 3 단계와;

셀방출 주기가 되었을 때 FULL_OVLD 상태가 아니면 L2-OVLD 상태인지를 판단하는(S26) 제 4 단계와;

상기 판단 후 L2_OVLD 상태가 아니면 주버퍼에서 셀을 방출하고(S27), L2_OVLD 상태이면 주버퍼의 셀카운트가 L1 한계값을 초과하는지를 판단하는(S28) 제 5 단계와;

판단 후 셀 카운트가 L1 한계값을 초과하면 보조버퍼에서 셀을 방출하고(S29), L1 한계값 이하이면 주버퍼에서 셀을 방출한 후(S30) 셀 방출 점(S20)으로 돌아가는 제 6 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ATM 교환시스템의 우선순위 버퍼제어 방법.