KR100346191B1

KR100346191B1 - Weighted fair queueing control method

Info

Publication number: KR100346191B1
Application number: KR1020000062126A
Authority: KR
Inventors: 정미숙
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-10-21
Filing date: 2000-10-21
Publication date: 2002-07-26
Also published as: KR20020031571A

Abstract

본 발명은 비동기 전송모드 내부의 출력 포드에서 각 셀의 가중치에 따른 큐 제어 방법에 있어서, 하나의 출력 포트에 미리 설정된 다수개의 큐를 설정하고, 다수개의 큐 각각에서 각 셀의 우선 순위에 따라 미리 설정된 가중치를 적치하고, 적치된 가중치중 가장 큰 값의 가중치의 큐를 선택하여 셀을 내보내며, 셀을 내보낸 큐의 가중치를 감하는 동작을 한다.The present invention relates to a queue control method according to a weight of each cell in an output pod in an asynchronous transmission mode, wherein a plurality of preset queues are set in one output port, and each cell is pre-set according to the priority of each cell in each of the plurality of queues. The set weights are stored, the queues having the largest weighted values are selected, the cells are exported, and the weights of the queues from which the cells are exported are reduced.

Description

Weighted Queue Control Method {WEIGHTED FAIR QUEUEING CONTROL METHOD}

본 발명은 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode, ATM) 시스템 내부에서, 셀의 트래픽을 제어하는 기술에 관한 것이며, 특히, 각 셀의 가중치에 따라 출력 메모리(큐)를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for controlling traffic of a cell in an asynchronous transfer mode (ATM) system, and more particularly, to a method for controlling an output memory (queue) according to a weight of each cell.

ATM 시스템 내의 스위치나 라우터 등과 같은 버퍼를 갖는 장치에서 어느 한 포트로 셀을 출력시킬 경우, 유입되는 트래픽에 비해 출력할 수 있는 트래픽이 적을 경우 이들 장치들은 통화의 품질도 높이면서 셀의 손실을 적게 하기 위해 유입된 셀의 서비스 종류에 따라 각기 다른 큐에 넣었다가 통화 품질을 고려하여 셀의 우선 순위에 따라 다르게 출력할 수도 있다.When a cell is output to a port from a buffered device such as a switch or a router in an ATM system, if the traffic that can be output is small compared to the incoming traffic, these devices improve the call quality and reduce the loss of the cell. In order to do this, they can be put in different queues according to the type of service of the introduced cell and output differently according to the priority of the cells in consideration of call quality.

이때 어떠한 방식으로 셀의 트래픽을 잘 조절하면서 출력시킬 것인가를 결정하는 것은 그 장치 및 시스템이 얼마만큼 통화의 품질을 보장해 줄 수 있느냐를 가늠할 수 있는 중요한 작업이라고 할 수 있다.In this case, determining how to control and output the traffic of the cell is an important task to determine how much the device and system can guarantee the call quality.

통화 제어에 있어 모든 셀에 대한 동일한 조건의 우선 순위를 준다면 음성과 같은 실시간의 통화 품질을 요구하는 서비스에 대해서는 제대로 된 실시간 서비스를 보장하기 어렵다. 그런데 서비스의 내용에 따라 셀의 우선 순위를 다르게 설정하고 그에 대한 제어도 각기 달리한다면 데이터를 효율적으로 관리하고, 전송할 수 있을 것이다. 음성에 비해 이메일(E-mail)이나 단순한 정보 데이터들은 비교적 늦게 전송되어도 크게 문제가 없다. 이와는 반대로 동영상과 같은 서비스는 음성통화에 비해서는 우선 순위가 뒤지지만 일반 데이터에 비해서는 높은 통화 품질을 보장해 주어야 한다. 이러한 여러 가지 서비스에 대해 어떻게 제어를 할 것인가에 관한 기술이 계속적으로 연구되고 있다.If call priority is given to all cells in the same condition, it is difficult to guarantee proper real-time service for services requiring real-time call quality such as voice. However, if the priority of the cell is set differently and the control thereof is different according to the contents of the service, data can be managed and transmitted efficiently. Compared to voice, e-mail or simple information data is not a problem even if transmitted relatively late. On the contrary, services such as video have a lower priority than voice calls, but should guarantee high call quality compared to general data. Techniques for how to control these various services are constantly being studied.

도 1은 종래의 전송망 시스템 내의 포트에 대한 큐 제어 방식을 설명하기 위한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 기술의 일 예에서는 비동기 전송망 시스템 내에 위치한 스위치나 라우터는 하나의 포트에 대해 하나의 큐(메모리)로만 구성이 되어 있어서 입력되는 셀(CELL IN)이 어떠한 종류의 셀이 든지 순차적으로 출력부의 큐에 들어갔다가 나오게 된다. 이때, 나중에 들어온 셀이 먼저 들어온 셀보다 우선 순위가 높을 경우라 하더라도 먼저 들어온 셀(낮은 우선 순위를 갖는 셀)이 다 처리가 된 다음에 출력되어야 하기 때문에 음성과 같은 서비스를 실시간으로 보장해 주기가 어려웠다.1 is a block diagram illustrating a queue control method for a port in a conventional transmission network system. Referring to FIG. 1, in an example of the related art, a switch or a router located in an asynchronous transmission network system is configured with only one queue (memory) for one port, so that an input cell (CELL IN) is a cell of any kind. In this case, the output queue is sequentially entered and exited. At this time, even if the cell which came in later had a higher priority than the cell which came in earlier, it was difficult to guarantee a service such as voice in real time because the cell which came in first (the cell having the low priority) had to be output after being processed. .

따라서 본 발명의 목적은 상대적으로 우선 순위에 있는 셀이 낮은 우선 순위의 셀로 인해 서비스가 지연되거나 중단되는 것을 방지할 수 있는 가중치에 의한 큐 제어 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a queue control method based on a weight which can prevent a service having a relatively high priority from being delayed or stopped due to a low priority cell.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비동기 전송모드 내부의 출력 포드에서 각 셀의 가중치에 따른 큐 제어 방법에 있어서, 하나의 출력 포트에 미리 설정된 다수개의 큐를 설정하는 과정과, 다수개의 큐 각각에서 각 셀의 우선 순위에 따라 미리 설정된 가중치를 적치하는 과정과, 적치된 가중치중 가장 큰 값의 가중치의 큐를 선택하여 셀을 내보내는 과정과, 셀을 내보낸 큐의 가중치를 감하는 과정을 가짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of controlling a queue according to a weight of each cell in an output pod in an asynchronous transmission mode, the process of setting a plurality of queues preset in one output port, and each of the plurality of queues. Has a process of accumulating a predetermined weight according to the priority of each cell, exporting a cell by selecting a queue having the largest weight among the accumulated weights, and subtracting a weight of the queue from which the cell is exported. It is characterized by.

도 1은 종래의 전송망 시스템 내의 포트에 대한 큐 제어 방식을 설명하기 위한 블록도1 is a block diagram illustrating a queue control method for a port in a conventional transmission network system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치에 의한 큐 제어의 개략적인 구조도2 is a schematic structural diagram of queue control by weight according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 가중치에 의한 큐 제어 구조의 동작을 설명하기 위한 도면3 is a view for explaining the operation of the queue control structure based on the weight shown in FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치에 의한 큐 제어가 이루어지는 포트 구조도4 is a diagram illustrating a port structure in which queue control is performed based on a weight according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and the specific details may be changed or changed within the scope of the present invention. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치에 의한 큐 제어의 개략적인 구조도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에서는 하나의 출력 포트에 대해 여러개의 큐를 따로 관리하여(예를 들어, 큐0, 큐1, 큐2) 각 큐에 우선 순위에 따라 다른 가중치를 둔다. 높은 우선 순위를 갖는 셀은 큰 값의 가중치를 가지고 낮은 우선순위를 갖는 셀은 작은 값의 가중치를 설정하여 일정시간(보통 매 셀시간 간격)마다 각각의 가중치를 적치하고 셀이 나갈 때는 가장 높은 값을 갖고 있는 큐의 셀이 나가고 그 해당 큐에 적치된 가중치에서 일정한 값(보통 모든 큐의 가중치를 더한 값이 된다)을 빼준다. 이런 경우 적치되어 있던 값이 크다면 다음에 셀이 나갈 때도 그 큐에 우선 순위가 돌아오지만 그렇지 못할 경우에는 다른 큐에 기회가 주어진다. 이렇게 해서 높은 가중치를 갖는 큐는 셀이 나갈 기회가 자주 오고 낮은 가중치를 갖는 큐는 상대적으로 적은 기회를 갖게 된다. 그러므로, 시스템의 특성에 맞게 통화를 예측하여 가중치의 값을 조절한다.2 is a schematic structural diagram of queue control by weight according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, in the present invention, a plurality of queues are separately managed for one output port (for example, queue 0, queue 1, and queue 2), so that each queue has a different weight according to priority. Cells with higher priority have higher weights and cells with lower priority have lower weights to accumulate each weight at a certain time (usually every cell time interval), and the highest value when the cell exits. The cell of the queue that has is exited and subtracts a certain value (usually the weight of all queues) from the weight stored in that queue. In this case, if the stored value is large, the queue returns priority when the next cell leaves, but if not, another queue is given a chance. In this way, a queue with a higher weight has a higher chance of leaving the cell, while a queue with a lower weight has a relatively small chance. Therefore, the value of the weight is adjusted by predicting the currency according to the characteristics of the system.

도 3은 도 2에 도시된 가중치에 의한 큐 제어 구조의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가중치에 의한 큐 제어는 각각 다른 입력으로 들어오는 셀을 받아들이는 큐들에서 우선 순위에 따라 각기 다른 가중치(wi)를 설정하도록 한다. 서비스 전의 초기 가중치(wi)의 값은 0이다. 우선 순위가 높을수록 큰 값을 설정하고 낮을수록 작은 값을 설정한다. 서비스를 시작하면 매 셀 구간마다 모든 큐는 현재 자신이 가지고 있는 총가중치(Wci)에다가 상기 셀의 가중치(wi)의 값을 더한다. 그 결과는 다시 해당 큐의 총가중치(Wci)에 저장되고 이들 큐 중에서 총가중치(Wci)가 가장 높은 큐가 선택되어지면 그 큐의 셀을 출력시킬 수가 있다. 또한 선택되어진 큐는 자신에게 주어진 가중치를 다른 큐들에게 돌려 주기 위해 자신의 총가중치(Wci)를 모든 큐의 해당 셀의 가중치(wi)들을 합한 값으로 빼준다. 이것은 자신이 출력 포트를 점유한 만큼 다른 큐들에게도 보상을 하기 위해서이다. 이렇게 하면 다른 가중치를 갖는 큐들간의 가중치 비율로 셀을 출력시키므로서 큐를 제어할 수 있다.3 is a view for explaining the operation of the queue control structure by the weight shown in FIG. Referring to FIG. 3, the queue control by weight according to the present invention sets different weights wi according to priorities in queues that receive cells coming from different inputs. The value of the initial weight wi before the service is zero. The higher the priority, the larger the value. The lower the priority, the smaller the value. When the service starts, every queue adds the weight of the cell to its total weight (Wci). The result is stored in the total weight value (Wci) of the queue, and if the queue having the highest total weight value (Wci) is selected among these queues, the cells of the queue can be output. In addition, the selected queue subtracts its total weight (Wci) by the sum of the weights (wi) of the corresponding cells of all the queues in order to return the weight given to the other queues. This is to compensate for other cues as well as occupying the output port. In this way, the queue can be controlled by outputting a cell as a weight ratio between queues having different weights.

보통, 높은 우선순위를 갖는 실시간 셀(음성 통화 등)은 통화 발생 비율이 낮고 발생되지 마자 처리해 주어야 하기 때문에 적은 큐로도 구현이 가능하다. 반면에 이메일과 같은 실시간 형태의 데이터는 폭발적 통화 발생과 시간 지연에 별로 지장이 없어야 하기 때문에 비교적 큰 큐가 필요하다.In general, high-priority real-time cells (such as voice calls) can be implemented with fewer queues because they have a lower rate of call occurrence and must be processed as soon as they occur. On the other hand, real-time data such as e-mails require relatively large queues because they should be free of explosive calls and delays.

도 3을 참조하면, A부분에서는 매 셀 구간마다 총가중치(Wci)는 각 셀의 가중치(wi)에 의해 더해지는 동작이 이루어진다. 또한 B부분에서는 각각 큐 중 가장 높은 총가중치(Wci)를 갖는 큐를 선택하는 동작이 이루어지며, C부분에서는 선택되어진 큐의 총가중치(Wci)에서 모든 큐의 해당 셀의 가중치(wi)들을 합한 값만큼 감소되는 동작이 이루어진다.Referring to FIG. 3, in the portion A, the total weight value Wci is added to each cell section by the weight wi of each cell. In the B part, an operation of selecting a cue having the highest total weight value (Wci) among the queues is performed. In the C part, the weights (wi) of the corresponding cells of all queues are summed from the total weight value (Wci) of the selected queue. The action is reduced by a value.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치에 의한 큐 제어가 이루어지는 포트 구조도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 포트 구조는 크게 셀이 실질적으로 써지고 읽혀지는 다수의 큐로 이루어지는 메모리부, 즉 메모리(큐)0, 메모리1및 메모리2로 이루어지는 메모리와, 이러한 각각의 메모리0, 메모리1, 메모리2로 이루어지는 메모리부를 쓰고 읽는 기능 동작을 담당하기 위는 큐 제어기1, 큐 제어기2, 큐 제어기3으로 이루어지는 큐 관리부와, 어느 큐를 선택하는지의 기능을 담당하는 선택기로 나뉘어져 있다.4 is a diagram illustrating a port structure in which queue control is performed based on a weight according to an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 4, the port structure according to the present invention is largely composed of a memory unit consisting of a plurality of queues in which cells are substantially written and read, i.e., a memory consisting of memory (queue) 0, memory 1 and memory 2, and each of these memory 0. In order to perform a function of writing and reading a memory unit consisting of memory 1 and memory 2, a queue manager consisting of a queue controller 1, a queue controller 2, and a queue controller 3 is divided into a selector responsible for a function of selecting a queue. .

도 4에 도시된 바와 같은 구조에서 각각의 큐 제어기0, 1 및 2는 가중치를 가감하면서, 해당 제어하는 메모리0, 1 및 2의 셀 입출력 기능 담당하고, 선택기는 각 큐 제어기0, 1, 2에 의해 계산된 가중치를 읽어들여 가장 높은 가중치의 큐에서 셀을 읽어서 출력시키는 기능을 담당하게 된다.In the structure as shown in Fig. 4, each of the queue controllers 0, 1, and 2 is in charge of the cell input / output function of the corresponding controlling memory 0, 1, and 2, with the weight added or decreased. It is responsible for reading the weight calculated by and reading the cell from the queue with the highest weight.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 특징에 따른 가중치에 의한 큐 제어가 이루어질 수 있다.By the above configuration, the queue control by the weight according to the feature of the present invention can be made.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어 상기 실시예에서는 본 발명의 가중치에 따른 큐 제어를 위하여 큐가 3개가 구비된 것으로 도시되었으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 2개 또는 그 4개 이상의 큐를 구비하는 것으로 이루어질 수 있는 등 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, three queues are illustrated for controlling the queue according to the weight of the present invention, but in another embodiment of the present invention, two or more queues may be provided. Various modifications may be made. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but by the claims and equivalents of the claims.

상기한 바와 같이 본 발명은 하나의 출력 포트에 다수개의 큐를 설정하는 과정과, 다수개의 큐 각각에서 각 셀의 우선 순위에 따라 미리 설정된 가중치를 적치하는 과정과, 적치된 가중치중 가장 큰 값의 가중치의 큐를 선택하여 셀을 내보내는 과정과, 셀을 내보낸 큐의 가중치를 감하는 과정을 가지므로, 상대적으로 높은 우선 순위에 있는 셀이 낮은 우선 순위의 셀로 인해 서비스가 지연되거나 중단되는 것을 피할 수 있다.As described above, the present invention provides a process of setting a plurality of queues in one output port, a process of storing a predetermined weight according to the priority of each cell in each of the plurality of queues, and the largest value among the accumulated weights. The process of selecting a queue of weights to export the cell and subtracting the weight of the queue from which the cell is exported avoids the delay or interruption of service due to the cells of lower priority. Can be.

Claims

In the queue control method according to the weight of each cell in the output pod in the asynchronous transmission mode,

Setting up multiple queues in advance on one output port,

Accumulating a predetermined weight according to the priority of each cell in each of the plurality of queues;

Selecting a queue of weights having the largest weight among the accumulated weights and exporting a cell;

And controlling the weight of the queue from which the cell is exported.

The queue control method of claim 1, wherein the subtracting the weight of the queue from which the cell is exported is subtracted from the total weight of the corresponding queue and subtracting the sum of the weights of the corresponding cells of all other queues.