KR100951882B1 - Method and apparatus for ATM-based delay adaptive scheduling according to traffic types - Google Patents
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Abstract
비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법 및 장치가 개시된다. 본 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법은, 셀을 트래픽 유형에 따라 분류하여 트래픽 유형, 서비스 우선순위, 서비스 종료시간을 포함하는 서비스정보를 생성하는 단계, 트래픽 유형에 따라 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 설정하는 단계, 상기 서비스정보 및 시스템 대기시간에 기초하여 상기 셀에 대한 서비스여부를 결정하는 단계, 및 서비스가 결정된 상기 셀을 출력하는 단계를 구비한다. 이에 의해, 각 트래픽 유형에 따라 서로 다른 지연 파라미터를 사용하여 스위치에서의 셀당 평균 지연시간을 줄임으로서 동일한 시간 내에 많은 양의 데이터를 처리하여 궁극적으로 전체적인 스위치의 성능을 향상시킬 수 있다.
비동기전송모드, ATM, 트래픽
Disclosed is a delay adaptive scheduling method and apparatus according to an asynchronous transmission mode based traffic type. In the delay-adaptive scheduling method according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode, generating a service information including a traffic type, a service priority, and a service end time by classifying cells according to traffic types. Setting a system waiting time for serving a cell, determining whether to service the cell based on the service information and the system waiting time, and outputting the cell in which the service is determined. This reduces the average delay per cell in the switch using different delay parameters for each traffic type, thereby processing a large amount of data in the same amount of time, ultimately improving overall switch performance.
Asynchronous Transfer Mode, ATM, Traffic
Description
도 1은 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치의 일 실시예에 대한 내부구성을 도시한 블록도,1 is a block diagram illustrating an internal configuration of an embodiment of a delay adaptive scheduling apparatus according to a traffic type based on a conventional asynchronous transmission mode.
도 2는 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치에서 서비스정보를 생성하는 과정을 나타내는 흐름도,2 is a flowchart illustrating a process of generating service information in a delay adaptive scheduling apparatus according to a traffic type based on a conventional asynchronous transmission mode;
도 3은 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치에서 서비스정보에 따라 서비스될 셀을 결정하는 과정을 나타내는 흐름도, 그리고3 is a flowchart illustrating a process of determining a cell to be serviced according to service information in a delay adaptive scheduling apparatus based on a traffic type based on a conventional asynchronous transmission mode;
도 4는 본 발명에 따른 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법의 동작방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.4 is a flowchart provided to explain an operation method of a delay adaptive scheduling method according to an asynchronous transmission mode based traffic type according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 스케줄링부 130 : 저장부110: scheduling unit 130: storage unit
150 : 출력부 170 : 입출력관리부150: output unit 170: input and output management unit
190 : 제어부 200 : ATM 스위치190
본 발명은 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 트래픽 유형별로 지연파라미터를 달리 설정하여 전달지연시간에 적응적인 스케줄링이 가능한 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a delay adaptive scheduling method according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode, and more particularly, the asynchronous transmission mode-based traffic capable of adaptive scheduling according to the propagation delay time by setting different delay parameters for each traffic type. It relates to a delay adaptive scheduling method and apparatus according to the type.
고속 스위칭 기술의 발달과 광전송 기술의 발달로 인하여 통신망에서 데이터의 고속전달 및 수백 Mbps부터 수십 Gbps까지의 광대역 서비스가 가능해 졌으며, 비동기전송모드(Asynchronous Transfer Mode : ATM)를 기반으로 하는 B- ISDN(Broadband Integrated Services Digital Network)은 현재 주문형 비디오서비스(Video on demand : VOD), 화상회의(vidoe conference) 등과 같은 광대역 멀티미디어 서비스를 제공한다. Due to the development of high speed switching technology and optical transmission technology, high speed data transmission and broadband service from hundreds of Mbps to several tens of Gbps are possible in the communication network, and B-ISDN (Asynchronous Transfer Mode: ATM) based Broadband Integrated Services Digital Network currently offers broadband multimedia services such as video on demand (VOD) and video conferences.
이러한 광대역 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 통신 네트워크의 설계에 있어 중요하게 고려할 사항 중의 하나는 원활한 서비스를 제공하기 위해 충분한 대역폭을 보장해 주는 것이다. 즉, 네트워크 연결시 네트워크 서비스 제공자와 사용자는 대역폭 사용의 최적화가 달성될 수 있도록 하여야 한다. 이때 각 트래픽의 유형에 적합한 QoS를 보장하기 위한 협약을 할 것이고 평균 지연은 QoS(Quality of Service) 요구에 대한 사항을 결정하는 중요한 요소가 된다. 따라서 중간 교환노드에서의 지연경계(delay bound)가 중요한 특징으로 대두된다. One of the important considerations in designing a communication network to support such a broadband multimedia service is to ensure sufficient bandwidth to provide a smooth service. In other words, the network service provider and the user in the network connection should be able to achieve the optimization of the bandwidth usage. At this time, an agreement will be made to guarantee the appropriate QoS for each type of traffic, and the average delay is an important factor in determining the quality of service (QoS) requirements. Therefore, delay bound in the intermediate exchange node becomes an important feature.
ATM 망은 각 소스의 요구에 따라 대역폭 재배치를 해주기 위한 스케줄링 알 고리즘과 고속, 능률적이며 성능 경계에 적합한 알고리즘들이 제안되어 왔다. 그러나 대부분의 스케줄링 알고리즘은 스케줄링 동안 시간에 민감한 트래픽과 손실에 민감한 트래픽을 구분하지 못하므로 시간에 민감한 트래픽이 요구하는 종단간의 지연경계를 보장해 주지 못한다. 따라서 시간에 민감한 트래픽이 요구하는 종단간의 지연경계를 보장해 주기 위해 대역폭의 낭비를 초래하게 된다. ATM networks have been proposed with scheduling algorithms for relocating bandwidth according to the requirements of each source, and algorithms suitable for high speed, efficient and performance boundaries. Most scheduling algorithms, however, do not distinguish between time-sensitive and loss-sensitive traffic during scheduling, and do not guarantee end-to-end delay boundaries required by time-sensitive traffic. This results in wasted bandwidth to ensure end-to-end delay boundaries required by time-sensitive traffic.
한편, 라운드 로빈(round-robin)방식으로 동작하는 균등 큐잉(fair Queueing : FQ)같은 알고리즘은 다른 소스들에게 각기 다른 가용 대역폭을 제공할 수 없고, 이러한 문제점을 보완하기 위해 고안된 방법들이 가중치 균등 큐잉(Weighted fair queueing : WFQ)방식 혹은 일반화 처리 공유(Generalized processing sharing : GPS) 방식 등이 제안되었다. On the other hand, algorithms such as fair queuing (FQ) operating in a round-robin fashion cannot provide different available bandwidths to different sources, and methods designed to solve this problem are weighted equal queuing. Weighted fair queueing (WFQ) or generalized processing sharing (GPS) methods have been proposed.
그러나, 이러한 큐잉 모델을 이용한 입력단 큐잉 패킷 스위칭 시스템에서 발생하는 출력단 충돌(output conflict) 및 선두차단(head of line blocking)현상은 종단간 지연을 증가시켜 처리율을 감소시키는 문제점을 유발한다. 또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 LA(Look Ahead) 기법과 PIM(Parallel Interactive Matching) 알고리즘은 스케줄링시 계산의 복잡도를 증가시킨다는 문제점이 있다.However, output conflict and head of line blocking in an input queuing packet switching system using such a queuing model cause a problem of reducing throughput by increasing end-to-end delay. In addition, the proposed LA (Look Ahead) and PIM (Parallel Interactive Matching) algorithms have a problem of increasing computational complexity in scheduling.
상기한 여러 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은, 국내 출원번호 2001-36013의 '비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치 및 방법'에 대한 특허를 출원한 바 있다. 여기에는 입력 트래픽을 세분화하여 처리해 줌으로써 각각의 트래픽 유형에 적합한 QoS 보장과 효율성을 높이고, 큐(queue)의 공정한 전송을 보장함으로서 다른 소스들에게 각각 다른 가용 대역폭을 제공해 비 동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치 및 방법이 개시되어 있다.In order to solve the various problems described above, the applicant has applied for a patent for the 'appropriate adaptive scheduling apparatus according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode' of the domestic application number 2001-36013. The traffic is based on asynchronous transmission mode by segmenting and processing the input traffic to improve QoS guarantee and efficiency for each traffic type, and to ensure fair transmission of queues, thereby providing different available bandwidths to different sources. Disclosed is a delay adaptive scheduling apparatus and method.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 출원인이 기출원한 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치 및 방법에 대해 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to the delay adaptive scheduling apparatus and method according to the type of traffic based on the asynchronous transmission mode of the present applicant.
도 1은 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치의 일 실시예에 대한 내부구성을 도시한 블럭도이다. 1 is a block diagram illustrating an internal configuration of an embodiment of a delay adaptive scheduling apparatus according to a traffic type based on a conventional asynchronous transmission mode.
도면을 참조하면, 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치(100)는, 스케줄링부(110), 저장부(130), 출력부(150), 입출력관리부(170), 및 제어부(190)로 구성된다.Referring to the drawings, the delay-
스케줄링부(110)는, 교환기로부터 입력받은 셀을 원래 계약된 트래픽에 적합하도록 트래픽의 특성의 변경 및 트래픽 유형에 따라 입력받은 셀을 분류하는 분류부(113), 및 분류부(113)에서 분류된 각 셀에 대해 서비스정보를 생성하는 생성부(115)로 구성된다. 서비스정보는 셀에 태그로 표시되며, CBR(Constant Bit Rate) 유형의 셀에 대해서는 트래픽 종류, 우선순위비트, 서비스 종료시간 등을 포함하고, rt-VBR(real-time Variable Bit Rate), nrt-VBR(non-real-time Variable Bit Rate), ABR(Available Bit Rate) 및 UBR(Unspecified Bit Rate) 유형의 셀에 대해서는 트래픽 종류, 우선순위비트, 서비스 종료시간, 공유 메모리의 포인트 등을 포함한다. 여기서, 서비스 종료시간은 각 셀에 대한 QoS를 보장하기 위해 설정되는 시간으로, 서비스의 완료시점 및 셀이 서비스되는 데 소요되는 시간을 의미한 다. 생성부(113)에서 생성된 서비스정보는 제어부(190)로 출력된다.The
저장부(130)에는 스케줄링부(110)에서 서비스정보가 생성된 셀이 저장되며, CBR과 같이 고정 대역폭이 할당되는 트래픽 유형의 셀이 저장되는 버퍼(133), 및 rt-VBR, nrt-VBR, ABR 및 UBR과 같은 가변 대역폭이 할당되는 트래픽 유형의 셀이 저장되는 공유메모리(135)로 구성된다.The
출력부(150)는 제어부(190)에서 서비스가 결정된 셀을 독출하는 셀독출부(155)를 구비하며, 셀독출부(155)에서 독출된 셀을 ATM 스위치(200)로 출력한다. 출력부(150)에서 ATM 스위치(200)로 셀을 출력할 때, 각 셀에 대해 생성된 서비스 정보는 폐기된다. 제어부(190)는 입출력관리부(170)로 셀의 출력상황을 통보한다.The
입출력관리부(170)는, 저장부(130)의 점유용량을 미리 설정된 임계값과 비교하여 저장부(130)의 점유용량이 임계값 미만이 되도록 조절하는 버퍼제어부(175), 입력된 셀의 계수하여 버퍼제어부(175)로 통보하는 입력셀계수부(173), 및 출력부(150)에서 출력되어 서비스가 완료된 셀에 계수하여 버퍼제어부(175)로 통보하는 출력셀계수부 (177)로 구성된다. The input /
입력셀계수부(173)는 셀의 입력상황을 스케줄링부(110)로부터 전송받아 입력된 셀의 수를 증가시킨 입력셀계수값을 버퍼제어부(175)에 통보한다. 이 때, 입력셀계수부(173)가 셀의 트래픽유형에 따라 CBR 트래픽인 셀과 나머지 유형의 셀에 대해 각각 계수하도록 할 수 있다. 출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 서비스된 셀에 대한 정보를 입력받아 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 통보한다. 이 경우에도 입력셀계수부(173)와 동일하게 CBR 트래픽인 셀과 나머지 유형의 셀에 대해 각각 계수하도록 할 수 있다. The input
버퍼제어부(175)는 입력셀계수값 및 출력셀계수값을 통해 저장부(130)의 현재 점유용량을 파악할 수 있다. 만약 저장부(130)의 점유용량이 임계값을 초과하면 버퍼제어부(175)는 스케줄링부(110)로의 셀의 입력을 차단하도록 하는 제어신호를 스케줄링부(110)로 출력한다.The
제어부(190)는 서비스정보에 따라 각 트래픽 유형의 유무를 조사하는 조사부(193), 및 조사부(193)의 조사결과를 기초로 상위의 우선순위가 부여된 셀에 대한 서비스 종료시간을 셀 전체에 대한 서비스 종료시간과 비교하여 하위의 우선순위가 부여된 셀에 대한 서비스여부를 결정하는 서비스결정부(195)를 포함하며, 서비스가 결정된 셀의 저장주소를 출력부(150)로 출력한다. 또한, 제어부(190)는 스케줄링부(110), 출력부(150), 입출력관리부(170)를 포함하는 각 구성요소의 동작을 제어한다. 서비스결정부(195)는 서비스가 결정된 하위의 우선순위가 부여된 셀이 저장부(130)에 존재하지 않으면 상위의 우선순위가 부여된 셀에 대한 서비스여부를 결정하는 동작을 반복하는 것이 바람직하다.The
도 2는 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치에서 서비스정보를 생성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of generating service information in a delay adaptive scheduling apparatus according to a traffic type based on a conventional asynchronous transmission mode.
도 2의 흐름도를 참조하면, 셀이 스케줄링부(110)로 입력되면, 분류부(113)는 입력된 셀의 트래픽 유형에 따라 분류한다(S310 내지 S315). 입력되는 셀의 트래픽 유형은 CBR, rt-VBR, nrt-VBR, ABR 및 UBR 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
Referring to the flowchart of FIG. 2, when a cell is input to the
스케줄링부(110)는 입력된 셀이 CBR 트래픽인 경우에는 입력셀계수부(173)가 입력셀계수값을 증가시키도록 하는 신호를 출력한다(S320). 입력셀계수부(173)는 입력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송하며, 버퍼제어부(175)는 기설정된 임계값과 입력셀계수값을 비교한다(S325). 비교결과, 입력셀계수값이 임계값 미만이면, 생성부(115)는 입력된 셀에 대한 서비스정보를 태그의 형태로 생성한다(S340). 생성된 서비스정보는 제어부(190)로 출력되며(S345), 서비스정보의 생성이 완료된 CBR 트래픽 셀은 버퍼(133)에 저장된다(S350). 만일 입력셀계수값이 임계값을 초과하면, 새로운 UBR 트래픽 셀의 유입을 차단하고(S330), ABR 트래픽 셀의 트래픽 레이트를 조정한다(S335).If the input cell is CBR traffic, the
한편, 분류부(113)는 입력된 셀의 트래픽 유형이 CBR 트래픽이 아닌 경우에는 순차적으로 VBR(rt-VBR 및 nrt-VBR), ABR 및 UBR 트래픽여부를 확인한다(S305 내지 S315). 입력된 셀이 VBR(rt-VBR 및 nrt-VBR), ABR 및 UBR 중 하나라면, 스케줄링부(110)는 입력셀계수부(173)가 입력셀계수값을 증가시키도록 하는 신호를 출력한다(S355). Meanwhile, when the traffic type of the input cell is not CBR traffic, the
입력셀계수부(173)는 입력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송하며, 버퍼제어부(175)는 기설정된 임계값과 입력셀계수값을 비교한다(S360). 비교결과, 입력셀계수값이 임계값 미만이면, 생성부(115)는 입력셀이 저장되는 공유메모리(135)의 필드 어드레스를 기록하고(S375), 입력된 셀에 대한 서비스정보를 태그의 형태로 생성한다(S380). 생성된 서비스정보는 제어부(190)로 출력되며(S385), 서비스정보의 생성이 완료된 VBR(rt-VBR 및 nrt-VBR), ABR 및 UBR 트래픽 셀은 공유메모리(135)에 저장된다(S390). 만일 입력셀계수값이 임계값을 초과하면, 새로운 UBR 트래픽 셀의 유입을 차단하고(S365), ABR 트래픽 셀의 트래픽 레이트를 조정한다(S370).The input
도 3은 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치에서 서비스정보에 따라 서비스될 셀을 결정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a process of determining a cell to be serviced according to service information in a delay adaptive scheduling apparatus according to a traffic type based on a conventional asynchronous transmission mode.
도 3의 흐름도를 참조하면, 조사부(193)는 서비스정보를 기초로 하여 버퍼(130)에 CBR 트래픽 유형의 셀이 존재하는가를 검사한다(S400). 만약, 버퍼(130)에 CBR 트래픽 유형의 셀이 존재하면, 서비스결정부(195)는 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간인 을, 해당 CBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값인 와 비교한다(S415). Referring to the flowchart of FIG. 3, the
비교결과, 이면, 제어부(190)는 해당 CBR 트래픽 유형의 셀을 버퍼(130)로부터 독출하여 ATM스위치(200)로 출력하도록 하는 제어신호를 출력부(150)로 출력하며, 이에 따라 해당 셀은 ATM스위치(200)로 출력된다(S420). 출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 CBR 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보 받으면, 서비스되어야 하는 전체 CBR 유형의 셀에서 출력셀을 감하고 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S425). 버퍼제어부(175)는 이에 따라 현재 버퍼(330)의 점유용량을 파악할 수 있다.
Comparison results In this case, the
한편, CBR 트래픽 유형의 셀이 존재하지 않거나, 이면, 조사부(193)는 서비스정보를 기초로 하여 공유메모리(135)에 VBR 트래픽 유형의 셀이 존재하는가를 검사한다(S405). 공유메모리(135)에 VBR 트래픽 유형의 셀이 존재하면, 조사부(193)는 VBR 트래픽 유형의 셀이 실시간 서비스를 요구하는지 여부, 즉 rt-VBR 및 nrt-VBR 여부를 확인한다(S430). 제어부(190)는 해당 셀이 rt-VBR 트래픽 유형의 셀이면 출력될 셀의 필드 어드레스를 기록하는 곳에 해당 셀에 대한 필드 어드레스를 기록한다(S435). On the other hand, if there is no cell of CBR traffic type, On the other hand, the
서비스결정부(195)는 상기 S415단계와 동일한 과정을 통해 해당 셀에 대한 서비스 여부를 결정하고 이에 따라 제어부(380)는 서비스가 결정된 셀에 대한 필드 어드레스를 출력하도록 하는 제어신호를 출력부(150)로 출력한다(S440). 출력부(150)는 제어부(190)로부터 입력받은 어드레스를 이용해 공유메모리(135)로부터 해당 셀을 독출하여 ATM스위치(200)로 출력한다(S445). 출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 rt-VBR 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보받으면, 서비스되어야 하는 CBR 유형의 셀을 제외한 전체 셀에서 출력셀을 감하고 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S450). 버퍼제어부(175)는 이에 따라 현재 버퍼(130)의 점유용량을 파악할 수 있다.The
상기 S430단계에서 VBR 트래픽 유형의 셀이 nrt-VBR 트래픽 유형의 셀로 확인되거나, 상기 S440단계에서 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간인 이 해당 rt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비 스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값인 보다 작으면, 상기 S435단계 내지 S450단계와 동일한 과정을 거쳐 nrt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스가 이루어진다(S455 내지 S465 및 S450). 만약 상기 S460단계에서 이면, nrt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스를 제공하지 않고 곧바로 S410단계로 진행하게 된다.In step S430, the cell of the VBR traffic type is identified as a cell of the nrt-VBR traffic type, or the time required to perform the scheduling process once in step S440. The service end time for a cell of this rt-VBR traffic type minus the system latency to service the next cell. If smaller, the service for the cell of the nrt-VBR traffic type is performed through the same process as steps S435 to S450 (S455 to S465 and S450). If in step S460 If not, the service proceeds directly to step S410 without providing a service for the cell of the nrt-VBR traffic type.
상기 S410단계에서 ABR 트래픽 유형의 셀이 존재하는 것으로 확인된 경우에는 상술한 VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 과정과 동일한 과정에 의해 서비스여부가 결정된다(S470 내지 S480). 만약, S410단계에서 ABR 트래픽 유형의 셀이 존재하지 않는 것으로 확인되거나 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간이 해당 ABR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값보다 작으면, 제어부(190)는 출력될 셀에 대한 필드 어드레스를 기록하는 곳에 UBR 트래픽 유형의 셀에 대한 필드 어드레스를 기록한다(S485). 그리고, 출력부(150)는 제어부(190)로부터 입력받은 어드레스를 이용해 공유메모리(135)로부터 해당 셀을 독출하여 ATM스위치로 출력하고(S490), 상기 S450 단계를 진행한다.When it is determined in step S410 that a cell of the ABR traffic type exists, whether to service is determined by the same process as that for the cell of the VBR traffic type described above (S470 to S480). If it is determined in step S410 that the cell of the ABR traffic type does not exist or the time required to perform the scheduling process once is a system waiting time for serving the next cell from the service end time for the cell of the ABR traffic type. If the value is smaller than the subtracted value, the
도 2 및 도 3에서는 한 번의 스케줄링 과정에 있어서 서비스정보의 생성 및 서비스정보를 이용한 셀 서비스에 대해 도시되어 있으나 이는 설명상 편의에 의한 것이며, 도 2 및 도 3에 도시된 서비스정보의 생성 및 서비스정보를 이용한 셀 서비스는 반복적으로 수행된다. 2 and 3 illustrate the generation of the service information and the cell service using the service information in one scheduling process, this is for convenience of explanation, and the generation and service of the service information shown in FIGS. 2 and 3 are illustrated. Cell service using information is repeatedly performed.
그런데, 이러한 스케쥴링 알고리즘은 지연 적응 파라미터를 새로이 제안하여 시간에 민감한 트래픽이 요구되는 종단간의 지연경계를 보장해 주기 위한 대역폭의 낭비를 초래하는 문제점을 어느 정도 해결하여 주었으나, 트래픽 유형에 맞는 파라미터가 아닌 일률적인 고정 파라미터(fixed parameter)를 사용하고 있다는 문제점이 있다. 이에 따라, 시간에 민감한 트래픽에 촛점을 맞춘 경우에는, 손실에 민감한 트래픽에 대한 평균 지연값에 대한 성능 보정이 미미해지며, 손실에 민감한 트랙픽에 촛점을 맞춘 경우에는, 시간에 민감한 트래픽에 손실이 발생하는 경우가 발생한다. 그러므로, 기존에 제안된 방식은 트랙픽 유형별 고유의 특성을 모두 보장해 주지 못한다는 문제점이 있다. However, the scheduling algorithm newly solved the problem of causing a waste of bandwidth to guarantee the end-to-end delay boundary where time-sensitive traffic is required by newly proposing a delay adaptation parameter, but it is not a parameter suitable for the traffic type. The problem is that you are using a fixed fixed parameter. As a result, when focusing on time-sensitive traffic, the performance correction for the average delay value for loss-sensitive traffic is insignificant, and when focusing on loss-sensitive traffic, loss occurs in time-sensitive traffic. This happens. Therefore, the conventionally proposed method does not guarantee all the inherent characteristics of each traffic type.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 각 트래픽 유형에 적합한 QoS 및 공정한 전송을 보장하는 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링에서, 각 트래픽 유형에 따라 서로 다른 지연 파라미터를 사용하여 전체 성능을 향상시킬 수 있는 할 수 있는 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링방법 및 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention, each traffic in the delay-adaptive scheduling according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode to ensure the QoS and fair transmission suitable for each traffic type It is to provide a delay adaptive scheduling method and apparatus according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode that can improve the overall performance by using different delay parameters according to the type.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법은, (a) 셀을 트래픽 유형에 따라 분류하여 트래픽 유형, 서비스 우선순위, 서비스 종료시간을 포함하는 서비스정보를 생성하 는 단계, (b) 상기 트래픽 유형에 따라 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 설정하는 단계, (b) 상기 서비스정보 및 상기 시스템 대기시간에 기초하여 상기 셀에 대한 서비스여부를 결정하는 단계, 및 (c) 서비스가 결정된 상기 셀을 출력하는 단계를 포함한다.Delay adaptive scheduling method according to the asynchronous transmission mode-based traffic type according to the present invention for achieving the above object, (a) to classify the cell according to the traffic type to include the traffic type, service priority, service end time Generating service information, (b) setting a system waiting time for serving a next cell according to the traffic type, and (b) providing service for the cell based on the service information and the system waiting time Determining, and (c) outputting the cell for which the service is determined.
상기 (a)단계는, (a1) 상기 셀을 트래픽 유형에 따라 분류하는 단계, (a2) 상기 서비스정보를 생성하는 단계, 및 (a3) 상기 셀 및 상기 서비스 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The step (a) may include: (a1) classifying the cell according to traffic type, (a2) generating the service information, and (a3) storing the cell and the service information. desirable.
상기 (c)단계는, (c1) 상기 서비스정보에 따라 각 트래픽 유형의 유무를 조사하는 단계, (c2) 상기 (c1) 단계의 조사결과를 기초로, 상위의 우선순위가 부여된 상기 셀에 대한 상기 서비스 종료시간에서 상기 시스템 대기시간을 감산한 시간을, 상기 셀 전체에 대한 서비스 종료시간과 비교하여 하위의 우선순위가 부여된 상기 셀에 대한 서비스여부를 결정하는 단계, 및 (c3) 상기 서비스여부를 결정하는 단계에서 서비스가 결정된 상기 셀의 저장주소를 출력하는 단계를 포함하며, 서비스가 결정된 하위의 우선순위가 부여된 상기 셀이 존재하지 않으면 상위의 우선순위가 부여된 상기 셀에 대해 상기 (c1)단계 내지 상기 (c3)단계를 반복하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 셀이 저장되는 저장수단의 점유용량을 기설정된 임계값과 비교하여 상기 점유용량이 상기 임계값 미만이 되도록 조절하는 단계를 더 포함한다.In step (c), (c1) examining the presence or absence of each traffic type according to the service information, and (c2) based on the result of the investigation in step (c1), to the cell to which a higher priority is assigned. Determining whether to service the cell to which a lower priority is given by comparing the time obtained by subtracting the system waiting time from the service ending time for the cell with the service ending time for the whole cell, and (c3) Outputting a storage address of the cell in which a service is determined in determining whether to provide a service, and for the cell to which a higher priority is assigned if the lower-priority cell in which a service is determined does not exist. It is preferable to repeat the steps (c1) to (c3). Preferably, the method further comprises the step of adjusting the occupation capacity of the storage means in which the cell is stored to be less than the threshold value by comparing with the preset threshold value.
한편, 본 발명에 따른 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치는, 셀을 트래픽 유형에 따라 분류하여 트래픽 유형, 서비스 우선 순위, 서비스 종료시간, 및 시스템 대기시간을 포함하는 서비스정보를 생성하는 스케줄링부, 상기 서비스정보가 생성된 상기 셀을 저장하는 저장부, 상기 저장부로부터 서비스가 결정된 상기 셀을 독출하여 출력하는 출력부, 및 상기 서비스정보, 및 상기 트래픽 유형에 따라 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간에 기초하여, 상기 셀에 대한 서비스여부를 결정하여 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 셀을 독출하여 출력하도록 하는 제어신호를 상기 출력부로 출력하는 제어부를 포함한다.On the other hand, the delay-adaptive scheduling apparatus according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode according to the present invention, service information including the traffic type, service priority, service end time, and system waiting time by classifying cells according to traffic type A scheduling unit for generating a storage unit, a storage unit for storing the cell in which the service information is generated, an output unit for reading and outputting the cell whose service is determined from the storage unit, and a next cell according to the service information and the traffic type. And a control unit for outputting a control signal to the output unit to determine whether to service the cell and to read and output the cell stored in the storage unit, based on a system waiting time for servicing the system.
바람직하게는 상기 스케줄링부에 입력된 상기 셀 및 상기 출력부에서 출력된 상기 셀을 계수하여 상기 셀의 입력 및 출력상태를 관리하는 입출력관리부를 더 포함한다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 서비스정보에 따라 각 트래픽 유형의 유무를 조사하는 조사부, 및 상기 조사부의 조사결과를 기초로 상위의 우선순위가 부여된 상기 셀에 대한 상기 서비스 종료시간에서 상기 서비스 대기시간을 감산한 시간을, 상기 셀 전체에 대한 서비스 종료시간과 비교하여 하위의 우선순위가 부여된 상기 셀에 대한 서비스여부를 결정하는 서비스결정부를 포함하며, 서비스가 결정된 상기 셀의 저장주소를 상기 출력부로 출력하는 것이 바람직하다.Preferably, the apparatus further includes an input / output management unit configured to count the cells input from the scheduling unit and the cells output from the output unit to manage input and output states of the cells. The control unit may further include: an investigation unit for investigating the presence or absence of each traffic type according to the service information, and the service waiting time at the service end time for the cell to which a higher priority is assigned based on an investigation result of the investigation unit; And a service determination unit which determines whether or not a service is provided to the cell given a lower priority by comparing the time subtracted from the service termination time of the entire cell, and outputs the storage address of the cell where the service is determined. It is preferable to output negative.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 장치와 함께 참조하여 설명하되, 도 1 및 도 2에 도시한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.The present invention will be described with reference to the delay adaptive scheduling apparatus according to the traffic type based on the conventional asynchronous transmission mode shown in FIGS. 1 and 2, but the same reference numerals refer to the same parts as those shown in FIGS. Quoted and quoted.
또한, 본 발명에 따른 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법은, 도 1에 도시한 바와 같은 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형 에 따른 지연적응적 스케줄링 장치를 사용하며, 도 2에 도시한 과정에 의해 서비스정보를 생성한다.In addition, the delay adaptive scheduling method according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode according to the present invention uses a delay adaptive scheduling apparatus according to the traffic type based on the asynchronous transmission mode as shown in FIG. Service information is generated by the illustrated process.
도 4는 본 발명에 따른 비동기전송모드 기반의 트래픽 유형에 따른 지연적응적 스케줄링 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a delay adaptive scheduling method according to an asynchronous transmission mode based traffic type according to the present invention.
흐름도를 참조하면, 조사부(193)는 서비스정보를 기초로 하여 저장부(130)내의 버퍼(133)에 CBR 트래픽 유형의 셀이 존재하는 가를 확인한다(S500). 만약, 버퍼(133)에 CBR 트래픽 유형의 셀이 존재하면, 서비스결정부(195)는 CBR 트래픽 유형의 셀에 대하여 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 다음 식과 같이 설정한다(S510).Referring to the flowchart, the
여기서, 는 CBR 트래픽 유형의 셀에 대하여 설정된 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간이다. here, Is a system latency for serving the next cell set for a cell of CBR traffic type.
시스템 대기시간의 설정이 끝나면, 서비스결정부(175)는 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간을 해당 CBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값과 비교한다(S515). 이를 식으로 다음과 같다.After setting the system wait time, the
여기서, 는 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간,here, Is the time it takes to perform the scheduling process once,
은 해당 CBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간이며, Is the service end time for a cell of that CBR traffic type.
는 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 의미한다. Denotes a system waiting time for serving the next cell.
비교결과,
이면, 제어부(170)는 해당 CBR 트래픽 유형의 셀을 버퍼(133)로부터 독출하여 ATM 스위치(200)로 출력하도록 하는 제어신호를 출력부(150)로 출력한다. 이에 따라, 출력부(150)의 셀독출부(155)는 해당 셀을 ATM스위치(200)로 출력하여, CBR 셀 서비스를 수행한다(S520).Comparison results In this case, the
출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 CBR 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보받으면, 서비스되어야 하는 전체 CBR 유형의 셀에서 출력셀을 감하여 출력셀계수값을 변경하고, 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S525). 버퍼제어부(175)는 전송된 출력셀계수값을 참조하여 현재 버퍼(133)의 점유용량을 파악할 수 있으며, 버퍼(133)의 점유용량이 소정의 임계값(예를 들면, 전체용량의 90%) 미만이 되도록 조절한다.When the output
한편, 상기 500 단계에서 CBR 트래픽 유형의 셀이 존재하지 않거나, 상기 515 단계에서
이면, 조사부(193)는 서비스정보를 기초로 하여 공유메모리(135)에 VBR 트래픽 유형의 셀이 존재하는가를 검사한다(S505). 검사결과, 공유메모리(135)에 VBR 트래픽 유형의 셀이 존재하면, 조사부(193)는 VBR 트래픽 유형의 셀이 실시간 서비스를 요구하는지 여부, 즉 rt-VBR 및 nrt-VBR 여부를 검사한다(S530).
On the other hand, the cell of the CBR traffic type does not exist in step 500, or in step 515 On the other hand, the
검사결과, VBR 트래픽 유형의 셀이 실시간 서비스를 요구하는 경우, 시스템 대기시간을 다음과 같이 설정한다.As a result of the check, if the cell of the VBR traffic type requires real-time service, the system latency is set as follows.
여기서, 는 rt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대하여 설정된 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간이다. here, Is a system latency for serving the next cell set for a cell of the rt-VBR traffic type.
시스템 대기시간의 설정이 끝나면, 제어부(170)는 출력될 셀의 필드 어드레스를 기록하는 장소에 해당 셀에 대한 필드 어드레스를 기록한다(S540). 필드어드레스의 기록후에는, 서비스 결정부(195)는 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간 과, 해당 rt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값인를 비교한다(S545). After the setting of the system waiting time, the
비교결과,
이면, 서비스결정부(195)는 해당 rt-VBR 트래픽 셀에 대한 서비스를 결정하고, 이에 따라 제어부(190)는 서비스가 결정된 셀에 대한 필드 어드레스를 출력하도록 하는 제어신호를 출력부(150)로 출력한다. 출력부 (150)는 제어부(190)로부터 입력받은 어드레스를 이용해 공유메모리(135)로부터 해당 셀을 독출하여 ATM 스위치(200)로 출력한다(S550). Comparison results If so, the
출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 rt-VBR 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보 받으면, 서비스되어야 하는 CBR 유형의 셀을 제외한 전체 셀에서 출력셀을 감하고 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S555). 버퍼제어 부(175)는 이에 따라 현재 버퍼(330)의 점유용량을 파악할 수 있다.When the output
상기 S530단계에서 VBR 트래픽 유형의 셀이 nrt-VBR 트래픽 유형의 셀로 확인되거나, 상기 S540단계에서 이면, 시스템 대기시간을 다음과 같이 설정한다.In step S530, the cell of the VBR traffic type is identified as a cell of the nrt-VBR traffic type, or in step S540. If so, set the system wait time as follows.
여기서, 는 nrt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대하여 설정된 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간이다. here, Is a system latency for serving the next cell set for a cell of the nrt-VBR traffic type.
시스템 대개시간의 설정이 끝나면, 제어부(170)는 출력될 셀의 필드 어드레스를 기록장소에 해당 셀에 대한 필드 어드레스를 기록한다(S565). 필드어드레스의 기록후에는, 서비스 결정부(195)는 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간 을 해당 nrt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값인 와 비교한다(S570). After the setting of the system general time, the
비교결과,
이면, 서비스결정부(195)는 해당 nrt-VBR 트래픽 셀에 대한 서비스를 결정하고, 이에 따라 제어부(190)는 서비스가 결정된 셀에 대한 필드 어드레스를 출력하도록 하는 제어신호를 출력부(150)로 출력하고, 출력부 (150)는 제어부(190)로부터 입력받은 어드레스를 이용해 공유메모리(135)로부터 해당 셀을 독출하여 ATM 스위치(200)로 출력한다(S575).
Comparison results If so, the
출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 nrt-VBR 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보받으면, 서비스되어야 하는 CBR 유형의 셀을 제외한 전체 셀에서 출력셀을 감하고 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S555).When the output
만약 상기 S570 단계에서, 이면, nrt-VBR 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스를 제공하지 않고, 시스템 지연시간을 다음과 같이 설정한다.If in step S570, In this case, the system delay time is set as follows without providing a service for a cell of the nrt-VBR traffic type.
여기서, 는 ABR 트래픽 유형의 셀에 대하여 설정된 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간이다.here, Is a system latency for serving the next cell set for a cell of ABR traffic type.
시스템 대기시간의 설정후에는, 조사부(193)는 서비스정보를 기초로 공유메모리(135)에 ABR 트래픽 유형의 셀이 존재하는가를 검사한다(S585).After setting the system waiting time, the
검사 결과, ABR 트래픽 유형의 셀이 존재하는 것으로 확인된 경우에는, 출력될 셀의 필드 어드레스를 기록하는 장소에 해당 셀에 대한 필드 어드레스를 기록한다(S590). 필드어드레스의 기록후에는, 서비스결정부(175)는 스케줄링 과정을 한번 수행하는 데 소요되는 시간 을 해당 ARB 트래픽 유형의 셀에 대한 서비스 종료시간에서 다음 셀을 서비스하기 위한 시스템 대기시간을 뺀 값인
와 비교한다(S595). If it is confirmed that the cell of the ABR traffic type exists, the field address for the corresponding cell is recorded at the place where the field address of the cell to be output is recorded (S590). After recording the field address, the time required for the
비교결과,
이면, 서비스결정부(190)는 통해 해당 ARB 트래픽 셀에 대한 서비스 여부를 결정하고 이에 따라 제어부(190)는 서비스가 결정된 셀에 대한 필드 어드레스를 출력하도록 하는 제어신호를 출력부(150)로 출력하고, 출력부(150)는 제어부(190)로부터 입력받은 어드레스를 이용해 공유메모리(135)로부터 해당 셀을 독출하여 ATM 스위치(200)로 출력한다(S600). Comparison results In this case, the
출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 ARB 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보받으면, 서비스되어야 하는 CBR 유형의 셀을 제외한 전체 셀에서 출력셀을 감하고 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S555). When the output
만약, S585 단계에서 ABR 트래픽 유형의 셀이 존재하지 않는 것으로 확인되거나, 상기 595 단계에서,
이면, 제어부(190)는 출력될 셀에 대한 필드 어드레스를 기록하는 곳에 UBR 트래픽 유형의 셀에 대한 필드 어드레스를 기록한다(S605). If it is determined in step S585 that the cell of the ABR traffic type does not exist, or in step 595, After that, the
출력부(150)는 제어부(190)로부터 입력받은 어드레스를 이용해 공유메모리(135)로부터 해당 셀을 독출하여 ATM 스위치(200)로 출력한다(S610). 출력셀계수부(177)는 제어부(190)로부터 UBR 트래픽 유형의 셀이 출력되었음을 통보받으면, 서비스되어야 하는 CBR 유형의 셀을 제외한 전체 셀에서 출력셀을 감하고 변경된 출력셀계수값을 버퍼제어부(175)로 전송한다(S555).The
이러한 과정에 의해 , 각 트래픽 특성을 최대한 보장해주는 범위내에서 셀당 평균 지연시간을 줄일 수 있다. 즉, 각 트래픽 유형별로 를 다르게 설정함으로써, 상위 우선순위가 부여된 셀의 서비스 여유시간동안 하위 우선순위가 부여된 셀을 처리할 수 있으므로, 종래의 방식보다 동일한 시간 내에 많은 양의 데이터를 처 리할 수 있다.By this process, the average latency per cell can be reduced within the range that ensures the maximum traffic characteristics. That is, for each traffic type By setting differently, since the lower priority cell can be processed during the service spare time of the higher priority cell, a larger amount of data can be processed within the same time than the conventional method.
한편, 상기한 실시예에서는 한 번의 스케줄링 과정에 있어서 서비스정보의 생성 및 서비스정보를 이용한 셀 서비스에 대해 도시되어 있으나 이는 설명상 편의에 의한 것이며, 서비스정보의 생성 및 서비스정보를 이용한 셀 서비스는 반복적으로 수행된다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the cell service is generated using the service information and the service information in one scheduling process, but this is for convenience of explanation, and the cell service using the service information and the service information is repeated. Is performed.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력되는 셀 각각의 트래픽 유형에 적합한 QoS 및 공정한 전송을 보장하면서 서로 다른 소스들에게 각각 다른 가용 대역폭을 제공해 줌으로써 유휴 대역폭을 최대한 사용하며, 동시에 각 트래픽 유형에 따라 서로 다른 지연 파라미터를 사용하여 스위치에서의 셀당 평균 지연시간을 줄임으로서 동일한 시간 내에 많은 양의 데이터를 처리하여 궁극적으로 전체적인 스위치의 성능을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the idle bandwidth is maximized by providing different available bandwidths to different sources while guaranteeing QoS and fair transmission suitable for each traffic type of an input cell. Therefore, different delay parameters can be used to reduce the average delay per cell at the switch, thereby processing a large amount of data in the same amount of time, ultimately improving overall switch performance.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
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