KR20000070154A - 비동기 전송 모드(ａｔｍ) 스위칭 시스템에서 대역폭의 동적할당을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

비동기 전송 모드(ａｔｍ) 스위칭 시스템에서 대역폭의 동적할당을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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토니스 제이. 오트
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엔, 마이클 그로브
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Abstract

본 발명은, ATM 스위칭 시스템의 비능동 사용가능 비트 전송률(ABR) 가상 회선에 할당된 전역 대역폭을 결정하고 상기 비능동 ABR 가상 회선에 할당된 대역폭을 상기 스위칭 시스템의 능동 ABR 가상회선에 사용가능하도록 만듦으로써, ATM 스위칭 시스템의 사용가능 비트 전송률(ABR) 가상 회선에 대역폭을 동적 할당하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 셀 전송이 비능동 ABR 가상 회선에서 시작되는 경우, 상기 스위칭 시스템은 새로운 대역폭을 상기 가상 회선에 할당한다. 또한, 상기 스위칭 시스템은 상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR 가상 회선에 사용가능한 전역 대역폭을 고정 시간 간격에서 재계산함으로써, 상기 스위칭 시스템이 상기 ABR 가상 회선에 사용가능하도록 만드는 전역 대역폭을 동적으로 수정한다.

Description

비동기 전송 모드(ＡＴＭ) 스위칭 시스템에서 대역폭의 동적 할당을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DYNAMIC ALLOCATION OF BANDWIDTH IN ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE(ATM) SWITCHING SYSTEMS}
ATM 네트워크에서, 가상 소스(VS)는 가상 소스(virtual source; VS)와 가상 목적지(virtual destination; VD) 사이에 형성된 커넥션(가상회선(virtual circuit))을 통해 고정된 크기의 셀의 형태로 데이타를 전송한다. 가상 소스와 가상 목적지는 전화, 비디오 장치, 팩시밀리, 컴퓨터, 에지(edge)-라우터, 에지-스위치 등이 될 수 있다. 상기 셀에는 오디오, 컴퓨터 데이타, 비디오, 멀티미디어, 인터넷 데이터 등의 다양한 디지털화된 정보가 포함될 수 있다. 예를들어, ATM 상에서 전송 제어 규약/인터넷 프로토콜(TCP/IP)을 사용하는 네트워크에서, 가상 소스는 ATM 네트워크의 입구(entry)의 에지-라우터일 수 있다. 입구(entry) 에지-라우터는 각각의 셀을 ATM 네트워크에 전송하기 전에 입력 TCP/IP 데이타 패킷을 하나 이상의 ATM 셀로 분할한다. 이와 유사하게, 가상 목적지는 ATM 네트워크의 출구의 에지-라우터일 수 있다. 출구 에지-라우터는 각 패킷을 그의 목적지에 전송하기 전에 입력 ATM 셀을 TCP/IP 데이터 패킷으로 재어셈블한다.
ATM 네트워크를 통해 가상 회선을 설정하는 경우, 가상 소스는 일정 비트 전송률(CBR), 가변 비트 전송률-실시간(VBR-RT), 가변 비트 전송률-비실시간(VBR-NRT), 사용가능 비트 전송률(ABR), 및 비특정 비트 전송률(UBR)의 서로다른 다섯 가지 카테고리의 서비스 중 하나를 선택할 수 있다. ATM Forum Traffic Management Standard af-tm-0056.00은 이러한 서비스에 대해 상술하고 있다.
ABR 서비스는 네트워크에서 초과 대역폭을 결정하며, 네트워크 과잉밀집(congestion) 및 셀 손실을 줄이기 위해서 네트워크의 가상 회선중에서 초과 대역폭을 재할당하는 네트워크 관리 방법을 사용한다. ABR 가상 회선의 교섭시에, 가상 소스는 최대 셀 셀 전송률(PCR) 및 최소 셀 전송률(MCR)에 대해 ATM 네트워크와 교섭한다. PCR은 가상 회선이 지지할 수 있는 최대 셀 전송률이다. MCR은 가상 소스가 지지할 가상 회선을 필요로 하는 최소 셀 전송률이다. ABR 서비스는 가상 회선의 대역폭 사용가능성 및 셀 손실에 관련된 서비스 품질을 보장하기 위해서 교섭된 PCR 및 MCR 파라메터를 사용한다.
가상 소스가 ABR 서비스를 선택하는 경우, 가상 소스는, 가상 소스가 가상 회선 상에서 네트워크 과잉밀집으로 인한 셀 손실을 야기함없이 셀을 전송할 수 있는 전송률로 네트워크로부터 피드백되기 위해서 자원 관리(RM) 셀을 주기적으로 생성한다. 전형적으로, 가상 소스는 전송하는 셀 30개당 하나의 셀 전송률 또는 고정된 시간 간격이 만료되는 시점중 먼저 발생하는 것에 따라 RM 셀을 생성한다. 네트워크는 RM 셀을 처리하고, RM 셀의 가상 회선 대역폭 정보를 업데이트하며, RM 셀을 가상 소스로 복귀시킨다. 다음, 가상 소스는 RM 셀 내에 담긴 대역폭 정보에 근거하여 그의 셀 전송률을 동적으로 조정한다.
가상 소스에 의해 생성된 RM 셀은 포워드(Forward) RM 셀이라고 불린다. 포워드 RM 셀은 가상 목적지에 도착하기 전에 네트워크에서 하나 이상의 스위칭 시스템을 통과한다. 가상 목적지는 포워드 RM 셀을 처리하고 백워드(Backward) RM 셀을 가상 회선에 복귀시킨다. 백워드 RM 셀은 가상 소스에 도착하기 전에 네트워크에서 하나 이상의 스위칭 시스템을 통과한다.
가상 소스는 MCR, 현재 허용 셀 전송률(Allowed Cell Rate; ACR), 및 가상 회선과 결합된 PCR을 유지한다. ACR은 네트워크가 가상 회선상에서 가상 소스가 셀을 전송하도록 허용하는 전송률이다. 가상 소스가 백워드 RM 셀의 대역폭 정보에 근거하여 백워드 RM 셀을 수신하는 경우, 가상 소스는 새로운 ACR을 계산한다. 따라서, ACR은 네트워크 트래픽이 변화하고 가상 소스가 네트워크로부터 피드백을 수신함에 따라 동적으로 변화된다.
포워드 RM 셀은 MCR 필드, 현재 셀 전송률(current cell rate; CCR) 필드, 및 명시 전송률(explicit rate; ER) 필드를 포함한다. CCR는 가상 소스가 포워드 RM 셀을 생성하는 시점에서 가상 회선상에서 셀을 전송하는 시점의 전송률이다. ER은 가상 소스가 가상 회선상에서 셀을 전송을 원하는 시점의 전송률이다. 포워드 RM 셀을 생성하고 포워드 RM 셀에서 MCR, CCR, 및 ER 필드를 설정한 후에, 가상 소스는 포워드 RM 셀을 네트워크에 전송한다.
가상 소스가 포워드 RM 셀을 전송하는 경우, 포워드 RM 셀은 가상 목적지 방향으로 가상 회선의 경로상의 각각의 스위칭 시스템을 통과한다. 상기 경로상의 각 스위칭 시스템은 포워드 RM 셀의 ER을 동일하게 유지시키는 것과 ER을 낮은 전송률로 감소시키는 것중 하나를 행할 수 있다. 그러나, ATM Forum Traffic Management Standard af-tm-0056.00에 따르면, 스위칭 시스템은 가상 회선에 대해서는 ER을 MCR 이하로 감소시킬 수 없다. RM 셀의 ER 필드를 설정함에 의해 대역폭을 가상 소스에 할당하는 스위칭 시스템은 ABR 명시 전송률(ABR Explicit Rate; ABR-ER) 스위칭 시스템으로 불린다.
가상 회선에 결합된 포워드 RM 셀이 ABR-ER 스위칭 시스템에 도착되는 경우, 스위칭 시스템은 스위칭 시스템의 가상 회선에서 사용가능하게 될수 있는 대역폭에 대한 상부 임계값("차단값"이라함)을 결정한다. 스위칭 시스템이 가상 회선에 대한 계산된 차단값이 가상 소스의 ACR을 설정하는지를 결정하면(즉, 스위칭 시스템이 가상 회선의 경로상의 모든 스위칭 시스템 중에서 최소 차단값을 계산하면), 스위칭 시스템은 가상 회선이 "이 지점에서 병목현상" 을 일으켰거나 스위칭 시스템에 병목현상이 일어났다고 간주한다. 스위칭 시스템이 계산된 차단값이 가상 소스의 ACR을 설정하지 않는지를 결정하면(즉, 스위칭 시스템이 가상 회선의 경로상의 모든 스위칭 시스템 중에서 최소 차단값을 계산하지 않으면), 스위칭 시스템은 가상 회선이 "다른 지점에서 병목현상" 을 일으킨 것으로 간주한다.
스위칭 시스템은 가상 회선에 대한 새로운 ER을 결정하고 포워드 RM 셀의 새로운 ER을 설정함에 의해 가상 회선에 할당될 수 있는 대역폭을 결정한다. 다음, 새롭게 설정된 ER에 근거하여 가상 소스가 ACR을 조정한 후에, 스위칭 시스템은 가상 소스가 데이타 셀을 전송하는 것으로 "예상"되는 추정 전송률(Exp_Rate)을 결정한다. 마지막으로, 스위칭 시스템은 포워드 RM 셀을 가상 회선의 경로상의 다음 스위칭 시스템에 송신한다.
포워드 RM 셀이 가상 목적지에 도착하는 때에, 가상 목적지는 백워드 RM 셀로서 포워드 RM 셀을 복귀시킨다. 백워드 RM 셀은 포워드 RM 셀에 설정된 대역폭 정보에 대한 어떠한 부가적 수정없이 가상 회선의 경로상의 하나 이상의 스위칭 시스템을 통과한다. 백워드 RM 셀이 가상 소스에 도착하는 경우, 가상 소스는 새로운 ACR을 결정하는 데에 RM 셀의 새로운 ER을 사용한다. 새로운 ACR에 근거하여, 가상 소스는 셀 전송 전송률을 조정한다.
스위칭 시스템이 가상 회선에 대한 차단값 및 ER을 결정할 때마다, 스위칭 시스템은 또한 스위칭 시스템이 다루는 가상 회선용의 임의의 전역 대역폭 파라메터를 재계산한다. 이들 전역 대역폭 파라메터에는 모든 ABR-ER 가상 회선에 사용가능한 전역 대역폭, 다른 지점에서 병목현상이 발생한 ABR-ER 가상회선용 전체 Exp_Rate, 다른 지점에서 병목현상이 발생한 ABR-ER 가상 회선의 전체 갯수, 및 스위칭 시스템에서 병목현상이 발생한 ABR-ER 가상 회선의 전체 갯수가 포함된다.
ABR-ER 스위칭 시스템의 전역 대역폭 파라메터를 결정하고 업데이팅하기 위한 방법은 공지되어 있다. 그러나, 이들 방법은, 스위칭 시스템이 그의 가상 회선상에서 유지하는 전역 대역폭 파라메터를 재계산할 때마다, 상기 계산에 라운드-오프 에러 형태의 에러가 전역 대역폭 파라메터에 개재될 수 있다는 단점을 갖는다. 가상 회선의 존속 기간에 걸쳐, 스위칭 시스템이 전역 대역폭 파라메터를 재계산함에 따라, 라운드-오프 에러가 축적되고 그 결과 전역 대역폭 파라메터는 점차 부정확하게 된다.
ABR-ER 스위칭 시스템이 부정확한 전역 대역폭 파라메터를 유지하는 경우, 스위칭 시스템은 각 가상 회선에 최적의 대역폭을 할당하지 못하게 된다. 구체적으로, 스위칭 시스템은 가상 회선에 할당된 전체 또는 거의 전체의 대역폭을 이용하는 경우에 최적의 대역폭을 가상회선에 할당한다. 만약 전역 대역폭 파라메터가 부정확하다면, 스위칭 시스템이 실제적으로 사용가능한 충분한 대역폭을 구비하고 있다하더라도 스위칭 시스템은 가상 회선에 불충분한 양의 대역폭을 할당할 수 있다. 이와 유사하게, 스위칭 시스템이 실제적으로 사용가능한 충분한 대역폭을 구비하고 있다 하더라도, 스위칭 시스템은 가상 회선에 과도한 양의 대역폭을 할당할 수 있다. 이 두 가지 경우중 하나에서, 스위칭 시스템은 최적의 대역폭을 가상 회선에 할당하는데 실패하게 된다.
본 발명 이전에 공지된 ABR-ER 스위칭 시스템의 전역 대역폭 파라메터를 결정하고 업데이팅하는 방법은, 스위칭 시스템이 할당하는 전역 대역폭을 가상회선에서 이용하지 않는 경우, 스위칭 시스템이 비사용 대역폭을 동적으로 식별할 수 없고 스위칭 시스템의 다른 가상 회선에 비사용 대역폭을 재할당할 수 없다는 부가적인 단점을 갖고 있다. 예를들어, 가상 소스가 전송되는 셀을 가상 회선상에 정지시키거나 가상 회선에 할당된 대역폭이 허용하는 전송률보다 훨씬 낮은 전송률로 셀을 전송하는 경우에, 가상 소스는 가상 회선에 할당된 대역폭을 최적의 형태로 사용하지 못한다.
또한, 본 발명 이전에 공지된 ABR-ER 스위칭 시스템의 전역 대역폭 파라메터를 결정하고 업데이팅하는 방법은, 스위칭 시스템이 가상 소스가 사용할 수 있는 대역폭 보다 많은 대역폭을 가상 회선에 할당할 수 있다는 단점을 갖고 있다. 예를들어, 가상 소스에 가상 회선용 MCR 아래에 위치하는 ER이 요구되는 경우에, 스위칭 시스템은 ER을 MCR 아래로 감소시킬 수 없다.
따라서, ABR-ER 스위칭 시스템에서 유지된 전역 대역폭 파라메터의 축적 계산 에러를 고정 시간 간격 내로 수정하고, 가상 회선의 비사용 대역폭을 식별하고, 식별된 비사용 대역폭을 스위칭 시스템의 다른 가상 회선에 할당하며, 스위칭 시스템이 가상회선에서 사용가능하게 만드는 전역 대역폭을 증가시키게 하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 일반적으로 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 ATM 스위칭 시스템의 사용가능 비트 전송률(ABR) 가상 회선에 대역폭을 동적 할당하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도1은 비동기 전송 모드(ATM) 통신 네트워크의 블록 다이어그램이다.
도1b는 비동기 전송 모드(ATM) 통신 네트워크에서 N 스위칭 시스템을 통과하는 가상 회선의 종점 간(end-to-end) 경로의 블록 다이어그램이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템의 블록 다이어그램이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템의 출력 포트의 블록 다이어그램이다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 자원 관리 셀을 처리하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 자원 관리 셀을 처리하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 선로 및 출력 포트용 대역폭 파라메터를 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 선로용의 새로운 명시 전송률을 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 다른 지점에서 병목현상을 일으키는 능동 사용가능 비트 전송률(ABR) 가상 회선용 전체 예상 전송률을 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 다른 지점에서 병목현상을 일으키는 최근 능동 사용가능 비트 전송률 가상 회선용 전체 예상 전송률을 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도10은 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템의 출력 포트에서 병목현상을 일으키는 능동 사용가능 비트 전송률 가상 회선의 전체 갯수를 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도11은 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템의 출력 포트에서 병목현상을 일으키는 최근 능동 사용가능 비트 전송률 가상 회선의 전체 갯수를 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도12는 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템의 출력 포트에서 병목현상을 일으키는 능동 사용가능 비트 전송률 가상 회선에 사용가능한 전역 대역폭을 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
도13은 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템의 출력 포트에서 병목현상을 일으키는 능동 사용가능 비트 전송률 가상 회선에 대해 사용가능한 새로운 전역 대역폭을 결정하기 위해 스위칭 시스템이 수행하는 단계의 흐름도이다.
본 발명은 ABR-ER 스위칭 시스템이 고정 시간 간격으로 재계산됨에 의해 스위칭 시스템의 ABR 가상 회선에 사용가능될 수 있고 상기 스위칭 시스템이 스위칭 시스템에서 병목현상을 갖는 활성 ABR 가상 회선에 사용가능될 수 있는 전역 대역폭을 동적으로 조정하기 위한 방법 및 시스템을 포함한다. 상기 방법 및 시스템은 상기 스위칭 시스템의 출력 포트를 통하여 형성된 ABR 가상 회선을 "최근 능동", "능동", 및 "비능동" 가상 선로의 세개의 카테고리로 분류한다. 상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR 가상 회선에 상기 스위칭 시스템이 사용가능하도록 만드는 전역 대역폭의 가장 최근 재계산값 이후에 출력 포트가 상기 가상 회선에 대한 적어도 하나의 RM 셀을 수신하는 경우에, ABR 가상 회선은 "최근 능동"이 된다(이하에서는 "대역폭 할당 업데이트"라 함). 출력 포트가 두 개의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 내에서 적어도 하나의 RM 셀을 수신하는 경우에, ABR 가상 회선은 "능동"이 된다. 출력 포트가 두 개의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 내에서 적어도 하나의 RM 셀을 수신하지 않는 경우에, ABR 가상 회선은 "비능동"이 된다.
본 발명은 또한, ABR-ER 스위칭 시스템의 비능동 가상 회선에 할당된 전역 대역폭을 상기 비능동 ABR 가상회선을 명시적으로 식별함 없이 결정하고, 비능동 ABR 가상회선에 할당된 대역폭을 상기 스위칭 시스템을 통해 만들어진 능동 ABR 가상 회선에 사용가능하게 만듦으로써, ABR-ER 스위칭 시스템이 상기 스위칭 시스템의 ABR 가상회선에 사용가능하게 만드는 전역 대역폭을 동적으로 조절하기 위한 방법 및 시스템을 포함한다. 셀 전송이 비능동 ABR 가상회선에서 시작되는 경우, 상기 스위칭 시스템은 상기 가상회선에 새로운 대역폭을 재할당한다.
보다 상세하게는, 고정 시간 간격에서, 상기 스위칭 시스템은 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR 가상 회선용의 전체 예상 전송률(Exp_Rate)을 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR 가상회선과 동일하도록 설정하고, 상기 스위칭 시스템의 출력포트에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR 가상 회선의 전체 갯수를 스위칭 시스템의 출력 포트에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR 가상 회선의 전체 갯수와 동일하도록 설정하며, 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR 가상회선용의 전체 예상 비율을 제로로 리셋하며, 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR 가상 회선의 전체 갯수를 제로로 리셋한다.
본 발명은 또한, ABR-ER 스위칭 시스템이 가상 회선용의 최소 셀 전송률 이하인 명시 전송률로 자원관리(RM) 셀을 수신하는 경우에, 명시 비율(ER)을 가상 히선용의 최소 셀 전송률(MCR) 이하인 가상회선으로 할당함으로써 대역폭을 ABR-ER 스위칭 시스템을 통해 만들어진 ABR 가상회선에 할당하기 위한 방법 및 시스템을 포함한다.
본 발명에 대한 설명과 본 발명의 최선 실시예를 수행하기 위한 다음의 상세한 설명은 본 발명의 범위를 제한해서는 안 된다. 이 양자는 일반인에게 본발명에 대한 예시와 설명을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 최선 실시예를 실시하기 위한 상세한 설명에서 참조되는 첨부된 도면들은 본 발명에 대한 몇몇 실시예를 도시하고 있으며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리에 대해 설명하고 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 가능한 한, 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 도면 전반에 걸쳐 동일한 도면부호가 부여될 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 비동기 전송 모드(ATM) 통신 네트워크의 블록 다이어그램이다. 가상 소스(VS) 100은 전송 링크 120을 경유하여 ATM 네트워크 160과 인터페이스된다. 가상 목적지(VD) 110은 전송 링크 125를 경유하여 ATM 네트워크 160과 인터페이스된다. VS 100과 VD 110 사이의 커넥션 형성에 있어서, ATM 네트워크 160은 VS 100과 VD 110 사이의 가상 회선(VC)(미도시)을 설정한다. 커넥션의 설정 페이즈중에, VS 100은 사용가능 비트 전송률-명시 전송률(ABR-ER) 서비스를 위해 ATM 네트워크 160과 교섭한다.
커넥션 설정 페이즈를 완결한 후에, VS 100은 포워드 자원 관리(RM) 셀 130을 생성하며 이를 전송 링크120 상에서 전송한다. 포워드 RM 셀 130은 ATM 네트워크 160 및 전송 링크 125을 통과하며 VD 110에 도착한다. VD 110은 포워드 RM 셀 130을 처리하며, 포워드 RM 셀 130에 대응하여 백워드 RM 셀 140을 생성한다. 다음, VD 110은 전송 링크 125 상에서 백워드 RM 셀을 전송한다. 백워드 RM 셀 140은 ATM 네트워크 160 및 전송 링크 120을 통과하여 VS 100에 도착한다.
VS 100은 데이타 셀 150을 생성하며 이를 전송 링크 120 상에서 전송한다. 데이타 셀 150은 ATM 네트워크 160 및 전송 링크 1265를 통과하며, VD 110에 도착한다. 이와 유사하게, VD 110은 데이타 셀 150을 생성하며 전송 링크 125 상에서 이를 전송한다. 데이타 셀 150은 ATM 네트워크 160 및 전송 링크 120을 통과하여 VS 100에 도착한다.
도1b는 본 발명의 일실시예에 따른 ATM 네트워크 160에서 VC의 종점간(end-to-end) 경로의 블록 다이어그램을 도시한다. VS 100과 VD 110 사이에 형성된 VC의 경로는 N 스위칭 시스템 1051내지 105N을 통과한다. 따라서, VS 100이 포워드 RM 셀 130을 전송 링크 120 상에서 전송하는 경우, 포워드 RM 셀은 N 스위칭 시스템 1051내지 105N을 통과한다. 각 스위칭 시스템 1051내지 105N은 대응 전송 링크를 경유하여 인접 스위칭 시스템에 접속된다. 예를들어, 스위칭 시스템 1051은 전송 링크 121을 경유하여 스위칭 시스템 1052에 접속된다.
스위칭 시스템
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 시스템, 예를들어 스위칭 시스템 1052의 블록 다이어그램을 도시한다. 도시된 바와 같이, 스위칭 시스템 1052는 입력 포트 2401내지 240M을 포함한다. 각 입력 포트는 K 가상 회선을 반송할 수 있는 입력 라인과 인터페이스된다. 예를들어, 입력 포트 240M은 K 가상 회선(미도시)을 반송할 수 있는 입력 라인 121M과 인터페이스된다. 입력 포트 2401내지 240M은 바람직하게는 입력 링크 2201내지 220M을 경유하여 각각 교차점 스위치 패브릭(fabric) 250과 인터페이스된다. 또한, 스위치 패브릭 250은 Batcher-Banyan 스위치 네트워크, Sunshine 스위치, 또는 ATM 셀을 스위칭할 수 있는 임의의 스위치 패브릭일 수 있다.
스위치 패브릭 250은 출력 링크 2301내지 230N을 경유하여 각각 출력 포트 2601내지 260N과 인터페이스된다. 예를들어, 출력 포트 260N은 출력 링크 230N을 경유하여 스위치 패브릭 250과 인터페이스된다. 각 출력 포트는 K 가상 회선을 반송할 수 있는 출력 라인과 인터페이스된다. 예를들어, 출력 포트 260N은 K 가상 회선(미도시)을 반송할 수 있는 출력 라인 122N과 인터페이스된다.
출력 포트
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 각 출력 포트 2601내지 260N에 대한 바람직한 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 각 출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N은 바람직하게는 중앙처리장치 310(CPU), 기억장치 360, 제어장치 390, 보조 기억장치 370, 및 고속의 버스 370, 371, 372에 액세스된다. CPU 310은 고속의 버스 372를 경유하여 제어장치 390과 인터페이스된다. 제어장치 390은 고속의 버스 370 및 371을 각각 경유하여 기억장치 360 및 보조기억장치 380와 인터페이스된다.
기억장치 360는, 바람직하게는 CPU 310에서 수행되는 소프트웨어 형태의 일군의 지시들을 각각 포함하는, VC_핸들러 320, 포트_핸들러 330, 대역폭_할당_업데이트 340, 및 버퍼 350을 바람직하게는 포함한다. VC_핸들러 320은 출력 포트 260N의 VC용 RM 셀을 수신하여 처리한다. 특히, VC가 RM 셀을 수신하는 경우, 포트_핸들러 330는 VC용 새로운 ER 및 Exp_전송률을 결정하며, 출력 포트 260N의 VC용 전역 대역폭 파라메터를 재계산한다. 고정 시간 간격에서, 대역폭_할당_업데이트 340은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 VC를 출력 포트 260N에서 사용가능하게 할 수 있는 전역 대역폭으로 재계산한다. 버퍼 350은 기억장치 360에 위치하는 대기 행렬(미도시)의 출력 포트 260N에 도착하는 셀(즉, 데이타 셀 및 RM 셀)을 저장한다. 또는, 각 VC_핸들러 320, 포트_핸들러 330, 대역폭_할당_업데이트 340, 및 버퍼 350은 당업자에게 공지된 하드웨어 기술을 사용하여 하드웨어에 구현될 수 있다.
보조기억장치 380은 디스크 드라이브 장치 382 및 테이프 카트리지 381을 포함한다. 디스크 드라이브 장치 382에는 스위칭 시스템 1052용 소프트웨어 및 데이타가 저장된다. 예를들어, 디스크 드라이브 장치 382는 VC_핸들러 320, 포트_핸들러 330, 대역폭_할당_업데이트 340, 및 버퍼 350용 소프트웨어를 포함한다. 보조기억장치 380은 테이프 카트리지 381로부터 스위칭 시스템 1052용 소프트웨어 및 데이타를 디스크 드라이브 장치 382로 복사할 수 있다. 다음, 제어장치 390은 디스크 드라이브 382로부터 데이타 및 소프트웨어를 기억장치 360로 업로드할 수 있다. 이와 유사하게, 제어장치 390은 소프트웨어 및 데이타를 기억장치 360으로부터 디스크 드라이브 장치 382로 다운로드할 수 있다. 다음, 보조기억장치 380은 다운로드된 소프트웨어 및 데이타를 디스크 드라이브 장치 382로부터 테이프 카트리지 381로 복사할 수 있다.
VC_핸들러
VC_핸들러는 출력 포트의 각 VC에 특정된 데이타를 처리하여 저장한다. 구체적으로, VC_핸들러는 바람직하게는 RM 셀이 VC, Exp_전송률, 및 타지점_병목현상발생_표시기에 대해 최후로 도착되는 시간인 MCR을 각 VC에 대하여 저장한다. VC_핸들러는, VC_핸들러가 VC용 RM 셀을 수신하는 때에, 타지점_병목현상발생_표시기에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰다는 논리값 1을 설정한다. 대신, VC가 스위칭 시스템의 출력 포트에서 병목현상을 일으킨 경우는, VC_핸들러는 타지점_병목현상발생_표시기에 논리값 0을 설정한다.
도4는 VC_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 320이 VC용 RM 셀, 예를들어 RM 셀 130을 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. VC_핸들러 320은 스위치 패브릭 250으로부터 VC용 RM 셀 130을 수신한다(단계 400). 다음, VC_핸들러 320은 RM_셀_리퀘스트(단계 405)를 생성한다. RM_셀_리퀘스트에는 MCR, 타지점_병목현상발생_표시기, VC용 현재_Exp_전송률, 및 VC용 현재 ER이 포함된다.
다음, VC_핸들러 320은 RM_셀_리퀘스트을 포트_핸들러 330에 송신한다(단계 410). 포트_핸들러 330은 새로운 ER, Exp_전송률, 및 타지점_병목현상발생_표시기를 계산하여 이들을 RM_셀_리퀘스트에 통합시킨다.
VC_핸들러 320은 포트_핸들러 330으로부터 RM_셀_리퀘스트를 재수신할 때까지 대기한다(단계 415). VC_핸들러 320이 포트_핸들러 330으로부터 RM_셀_리퀘스트를 재수신하지 못하면(단계 415), VC_핸들러는 포트_핸들러 330으로부터 RM_셀_리퀘스트를 수신할 때까지 계속 대기한다(단계 420). VC_핸들러 320이 포트_핸들러 330으로부터 RM_셀_리퀘스트를 재수신하면, VC_핸들러 320은 RM_셀_리퀘스트 처리를 재개한다(단계 425).
VC_핸들러 320은 새로운 ER, Exp_전송률, 및 타지점_병목현상발생_표시기를 기억장치 360에 저장한다(단계 430). 또한, VC_핸들러 320은 이들 값을 레지스터에 저장할 수 있다. 마지막으로, VC_핸들러 320은 RM 셀 130의 현재 ER을 RM_셀_리퀘스트의 새로운 ER로 치환한다(단계 435). 다음, VC_핸들러 320은 RM 셀 130을 포트 260N의 버퍼 350에 송신한다(단계 440).
포트_핸들러
포트_핸들러는 VC용 새로운 ER 및 Exp_전송률을 결정하여, 출력 포트의 VC용 전역 대역폭 파라메터를 재계산한다. 구체적으로, 포트_핸들러는, 바람직하게는 가장 최근 대역폭 할당 업데이트의 시간, 두번째 가장 최근 대역폭 할당 업데이트의 시간, 출력 포트의 모든 사용가능한 ABR VC(즉, 능동 및 비능동 ABR VC)의 전역 대역폭, 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용 전체 Exp_전송률, 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용 전체 Exp_전송률, 출력 포트에서 병목현상을 일으킨 ABR VC에 사용가능한 전역 대역폭, 출력 포트에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC의 전체 갯수, 및 출력 포트에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수를 저장한다. 포트_핸들러가 VC_핸들러로부터 RM_셀_리퀘스트를 수신하는 경우, 포트_핸들러는 위에서 언급한 전역 대역폭 파라메터를 재계산한다.
도5는 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 RM 셀 리퀘스트를 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 VC_핸들러 320으로부터 RM_셀 리퀘스트를 수신한다(단계 500). 포트_핸들러 330은, 아래에서 설명하는 바와 같이, 출력 포트 260N용 전역 대역폭 파라메터와 VC용 새로운 ER 및 Exp_전송률을 재계산한다. 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N용의 새로운 전역 대역폭 파라메터를 기억장치 360에 저장한다(단계 510). 포트_핸들러 330은 VC용 전역 대역폭 파라메터를 RM_셀_리퀘스트에 설정한다(단계 515). 다음, 포트_핸들러 330는 업데이트된 RM_셀_리퀘스트를 VC_핸들러320에 복귀시킨다(단계 520).
도6은 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N용의 새로운 전역 대역폭 파라메터, 및 VC를 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N의 두개의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 내에서 VC용의 가장 최후 RM 셀이 출력 포트 260N에 도착되는지 여부를 결정한다(단계 600).
포트_핸들러 330이 출력 포트 260N의 두개의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이전에 출력 포트 260N에 도착된 VC용 최후 RM 셀을 결정하는 경우(단계 610), 포트_핸들러 330은 VC용 현재 Exp_전송률을 제로로 리셋하여(단계 615), VC가 타지점에서 병목현상을 일으키는지를 결정하며, RM_셀_리퀘스트의 타지점_병목현상발생_표시기를 논리 1과 같도록 설정한다(단계 620). 다음, 포트_핸들러는 VC가 타지점에서 병목현상을 일으키는지를 결정한다(단계 625).
포트_핸들러 330은 VC용 최후 RM 셀이 출력 포트 260N의 두개의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이전에 출력 포트 260N에 도착된 VC용 최후 RM 셀을 결정하는 경우(단계 605), 포트_핸들러 330은 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지를 결정한다(단계 625).
포트_핸들러 330가 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지를 결정하는 경우(단계 640), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N이 VC에 사용가능하게 될 수 있는 대역폭의 양에 대한 상부 임계값, 즉 "차단값"을 결정한다. 포트_핸들러 330은, 바람직하게는 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC에 사용가능한 현재 Exp_전송률이 더해진 전역 대역폭을, 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC의 전체 갯수에 1을 더한 값으로 나눔으로써 VC용 차단값을 결정한다(단계 645). 단계 645는 아래와 같이
차단값=(출력 포트 260N의 능동 ABR VC에 사용가능한 전역 대역폭 + VC용
현재 Exp_전송률)/(출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC의
전체 갯수 + 1)
로 달리 표현될 수 있다.
포트_핸들러 330가 출력 포트 260N에서 VC가 병목현상을 일으키는지 결정하면, 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC의 전체 갯수로 나누어진 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR_VC에 사용가능한 전역 대역폭과 동일한 VC용 차단값을 설정한다(단계 650).
다음, 포트_핸들러 330은, 아래에서 설명하는 바와 같이, VC용의 새로운 ER(단계 655), VC용의 새로운 Exp_전송률(단계 660), 타지점에서 병목현상을 일으키는 최근 능동 ABR VC용의 새로운 전체 Exp_전송률(단계 665), 타지점에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC용의 새로운 전체 Exp_전송률(단계 670), 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 최근 능동 ABR VC용의 최근 능동 ABR VC용의 새로운 전체 갯수(단계 675), 출력 포트 260N이 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC에 사용될 수 있는 새로운 전역 대역폭(단계 680), 및 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC의 새로운 전체 갯수를 결정한다
도7은 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 VC용의 새로운 ER을 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 VC용의 차단값이 VC용의 MCR 이하인지 여부를 결정한다(단계 700). VC용의 차단값이 MCR보다 큰 것으로 포트_핸들러 330이 결정한 경우(단계 710), 포트_핸들러 330은 새로운 ER이 현재의 ER 및 MCR의 최소값과 같도록 설정한다(단계 715). 다음, 포트_핸들러 330은 VC가 타지점에서 병목현상을 일으키는지를 결정하며, RM_셀_리퀘스트의 타지점_병목현상발생_표시기를 논리 1로 설정한다(단계 755).
VC용 차단값이 VC용 MCR 이하인지 결정하는 경우(단계 705), 포트_핸들러 330은 VC용의 가장 유사한 새로운 Exp_전송률을 결정한다(단계 720). 포트_핸들러 330은 VC용의 CCR 및 MCR의 최대값을 선택하며, 가장 유사한 새로운 Exp_전송률을 VC용의 현재 ER과 상기 최대값의 최소값으로 설정한다.
포트_핸들러 330은 VC용의 차단값이 VC용의 가장 유사한 새로운 Exp_전송률보다 큰 지를 결정한다(단계 725). 포트_핸들러 330이 차단값이 가장 유사한 새로운 Exp_전송률보다 크지 않은 것으로 결정하는 경우에, 포트_핸들러 330은 VC용의 새로운 ER을 현재 ER 및 차단값의 최소값으로 설정한다(단계 740). 다음, 포트_핸들러 330은 VC가 타지점에서 병목현상을 일으키는지를 결정하고 RM_셀_리퀘스트의 타지점_병목현상발생_표시기를 논리 1로 설정한다(단계 755).
포트_핸들러 330이 VC용의 차단값이 가장 최근 새로운 Exp_전송률보다 큰 것으로 결정하는 경우(단계 730), 포트_핸들러 330은 새로운 ER을 차단값과 같게 설정한다(단계 745). 다음, 포트_핸들러 330은 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는지를 결정하며, RM_셀_리퀘스트의 타지점_병목현상발생_표시기를 논리 0로 설정한다(단계 755).
도8은 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 타지점에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC용의 새로운 전체 Exp_전송률을 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는지 여부를 결정한다(단계 800). 포트_핸들러 330이 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상이 발생한 것으로 결정하면(단계 810), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신할 때, VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 815). 포트_핸들러 330이 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상이 일어난 것으로 결정하면(단계 820), 포트_핸들러 330은 타지점에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률이 변경되지 않은 것으로 결정한다(단계 825).
포트_핸들러 330가, 최종 출력 260N이 VC용의 RM 셀을 수신할 때 VC가 타지점에서 병목현상이 일어난 것으로 결정하면(단계 830), 포트_핸들러 330은 타지점에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 VC용의 현재 Exp_전송률로 감소시킨다(단계 835).
포트_핸들러 330이 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으키는지를 결정하면(단계 805), 포트_핸들러 330은 최종 출력 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 경우, VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정한다(단계 840). 포트_핸들러 330가 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으켰다고 결정하는 경우(단계 845), 포트_핸들러 330은 VC용의 새로운 Exp_전송률에 의해 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 증가시킨다(단계 850).
포트_핸들러 330이 최종 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정하는 경우(단계 855), 포트_핸들러 330은 VC용의 현재 Exp_전송률로 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 감소시키며, VC용의 새로운 Exp_전송률로 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 증가시킨다(860).
도9는 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 새로운 전체 Exp_전송률을 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 VC용의 최종 RM 셀이 출력 포트 260N의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 후에 출력 포트 260N에 도착하였는지 여부를 결정한다(단계 900).
포트_핸들러 330가 VC용의 최종 RM 셀이 출력 포트 260N의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이전에 출력 포트 260N에 도착하였는지를 결정하면(단계 905), 포트_핸들러 330은 VC가 최근에 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 920). 포트_핸들러가 VC가 최근에 타지점에서 병목현상을 일으켰는지를 결정하면(단계 920), 포트_핸들러 330은 VC용의 새로운 Exp_전송률로 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 증가시킨다.
포트_핸들러 330이 VC가 출력 포트 260N에서 최근 병목현상이 발생하였다고 결정하면(단계 915), 포트_핸들러 330은 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률이 변경되지 않았다고 결정한다(단계 925).
포트_핸들러 330이 VC용의 최종 RM이 출력 포트 260N의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 후에 도착하였다고 결정하면(단계 930), 포트_핸들러 330은 VC가 타지점에서 현재 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 935). 포트_핸들러 330이 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으켰다고 결정하면(단계 940), 포트_핸들러 330은, 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정한다(단계 950). 포트_핸들러 330이 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으켰다고 결정하면(단계 955), 포트_핸들러 330은 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률이 변경되지 않았다고 결정한다(단계 925).
포트_핸들러 330이 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으켰다고 결정하고(단계 940), 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정하면(단계 960), 포트_핸들러 330은 VC용의 현재 Exp_전송률로 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 감소시킨다.
포트_핸들러 330이 VC용의 최종 RM 셀이 출력 포트 260N의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트에 도착하였다고 결정하고(단계 930), VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정하면(단계 945), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(970). 포트_핸들러가 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으켰는지를 결정하면(단계 975), 포트_핸들러 330은 VC용의 새로운 Exp_전송률로 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 증가시킨다(단계 980).
포트_핸들러 330가 VC용의 최종 RM이 출력 포트 260N의 가장 최근 대역폭 할당 업데이트에 도착하였다고 결정하고(단계 930), VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정하고(단계 945), 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현산을 일으켰다고 결정하면(단계 985), 포트_핸들러 330은 VC용의 현재 Exp_전송률로 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 감소시키며, VC용의 새로운 Exp_전송률이 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 증가시킨다(990).
도10은 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용의 새로운 전체 갯수를 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 1000). 포트_핸들러 330이 VC가 현재 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1005), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 1015). 포트_핸들러 330가 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1020), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC의 전체 갯수가 변경되지 않은 것으로 결정한다(단계 1050).
포트_핸들러 330이 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1010), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 1030). 포트_핸들러 330가 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1040), 포트_핸들러 330은 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC의 전체 갯수를 하나씩 감소시킨다(단계 1045).
포트_핸들러 330가 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정하고(단계 1010), 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰다고 결정하면, 포트_핸들러 330는 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC의 전체 갯수가 변경되지 않은 것으로 결정한다(단계 1050).
도11은 포트_핸들러, 예를들어 VC_핸들러 330이 출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용의 새로운 전체 갯수를 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330이 VC용의 최종 RM 셀이 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이전에 도착한 것으로 결정하면(단계 1105), 포트_핸들러 330은 VC가 타지점에서 현재 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 1115). 포트_핸들러 330이 VC가 출력 포트 260N에서 현재 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1120), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수가 변경되지 않은 것으로 결정한다(단계 1165).
포트_핸들러 330이 VC용의 최종 RM 셀이 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이전에 도착한 것으로 결정하고(단계 1105), VC가 타지점에서 현재 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1125), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수를 하나씩 증가시킨다(단계 1130).
포트_핸들러 330이 VC용의 최종 RM 셀이 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이후에 도착한 것으로 결정하면(단계 1110), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(1135). 포트_핸들러 330이 최종 VC가 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1140), 포트_핸들러 330은 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(1115). 포트_핸들러 330이 VC가 현재 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1120), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수가 변경되지 않은 것으로 결정한다(단계 1165).
포트_핸들러 330이 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으키고(1140) VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1125), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수를 하나씩 증가시킨다(단계 1130).
포트_핸들러 330는 VC용의 최종 RM 셀이 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이후에 도달한 것으로 결정하고(단계 1110), VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하며(단계 1145), 포트_핸들러 330은 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 1150). 포트_핸들러 330가 VC가 현재 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1155), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC가 변경되지 않은 것으로 결정한다(단계 1165).
포트_핸들러 330가 VC용의 최종 RM이 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 이후에 도착한 것으로 결정하고(단계 1110), 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하고(단계 1145), VC가 타지점에서 현재 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1160), 포트_핸들러 330는 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC의 전체 갯수를 하나씩 감소시킨다.
도12는 출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC에 출력 포트 260N이 이용될 수 있는 새로운 전역 대역폭을 결정하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 포트_핸들러 330은 VC가 현재 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단게 1200). 포트_핸들러 330가 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상이 일어난 것으로 결정하면(단계 1205), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으키는지 여부를 결정한다(단계 1215). 포트_핸들러 330가 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1220), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N이 출력 포트 260N의 능동 ABR VC에 이용될 수 있는 전역 대역폭을 결정한다(단계 1230).
포트_핸들러 330이 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하고(단계 1205) 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1225), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N이 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC에 사용가능한 전역 대역폭을 VC용의 현재 Exp_전송률로 증가시킨다(1235).
포트_핸들러 330이 VC가 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1210), 포트_핸들러 330은 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM 셀을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으켰는지 여부를 결정한다(단계 1240). 포트_핸들러가 최종 VC가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1245), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC에 이용될 수 있는 전역 대역폭을 VC용의 새로운 Exp_전송률로 감소시킨다(단계 1255).
포트_핸들러 330이 VC가 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하고(단계 1210), 최종 출력 포트 260N이 VC용의 RM을 수신하는 때에 VC가 타지점에서 병목현상을 일으킨 것으로 결정하면(단계 1250), 포트_핸들러 330은 출력 포트 260N이 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC에 이용될 수 있는 전역 대역폭을 VC용의 현재 Exp_전송률로 증가시키며, 출력 포트 260N이 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC에 이용될 수 있는 전역 대역폭을 VC용의 새로운 Exp_전송률로 감소시킨다(단계 1260).
대역폭_할당_업데이트
출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N은 바람직하게는 고정 시간 간격에서 대역폭_할당_업데이트 340을 불러낸다(invoke). 대역폭_할당_업데이트 340은 바람직하게는 스태틱(static) 메모리에서 각 인보케이션(invocation) 사이의 시간 간격을 저장한다. 스위칭 시스템의 제조자는 상기 고정 시간 간격을 디폴트(default)로 설정할 수 있으며, 뒤이어 이에 대해서 스위칭 시스템 관리자 또는 네트워크 관리자가 재구성할 수 있다.
각 인보케이션 사이의 시간 간격은 바람직하게는 능동 가상 소스에 의해 생성된 각 RM 셀 사이의 시간 간격의 상한의 두 배가 된다. 상기 상한은 바람직하게는 2-5밀리세컨드(milisecond) 내지 100 밀리세컨드의 범위 내에 속할 수 있다. 또한, 각 인보케이션 사이의 상기 시간 간격은 각 RM 셀 사이의 시간 간격에 대한 상한의 두배 이하일 수 있으며, 여기서 각 인보케이션 사이의 시간 간격은 대역폭_할당_업데이트 340의 두개의 연속 인보케이션 사이에 적어도 하나의 RM 셀이 도착될 수 있도록 충분히 커야만 한다.
대역폭_할당_업데이트 340은 바람직하게는 포트_핸들러 330에 의해 기억장치에 저장된 전역 대역폭 파라메터에 액세스된다. 구체적으로, 대역폭_할당_업데이트 340은 가장 최근 대역폭 할당 업데이트 시간, 두번째 가장 최근 대역폭 할당 업데이트, 모든 ABR VC에 사용가능한 전역 대역폭(즉, 능동 및 비능동 ABR VC), 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률, 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률, 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC에 사용가능한 전역 대역폭, 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC의 전체 갯수, 및 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수에 액세스된다.
도13은 대역폭_할당_업데이트, 예를들어 대역폭_할당_업데이트 340이, 출력 포트, 예를들어 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으키는 능동 ABR VC에 새로운 전역 대역폭이 이용될 수 있도록 하기 위해 바람직하게 수행하는 단계의 흐름도를 도시한다. 대역폭_할당_업데이트 340는 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 타지점에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률과 동일하도록 설정한다(단계 1300).
다음, 대역폭_할당_업데이트 340은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 AVR VC의 전체 갯수를 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 AVR VC의 전체 갯수와 동일하도록 설정한다(단계 1305).
다음, 대역폭_할당_업데이트 340는 출력 포트 260N이 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC에서 이용될 수 있도록 전역 대역폭을 전체 ABR VC(즉, 능동 및 비능동 ABR VC)에 이용가능한 전역 대역폭과 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률 사이의 차와 동일하도록 설정한다(단계 1310).
다음, 대역폭_할당_업데이트 340는 타지점에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC용의 전체 Exp_전송률을 리셋한다(단계 1315). 다음, 대역폭_할당_업데이트 340은 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 최근 능동 ABR VC의 전체 갯수를 리셋한다(단계 1320). 마지막으로, 대역폭_할당_업데이트 340은 출력 포트 260N가 출력 포트 260N에서 병목현상을 일으킨 능동 ABR VC에 사용될 수 있도록 다음 업데이트를 위한 타이머를 전역 대역폭으로 설정한다(단계 1325).
예를들어 연장된 시간 주기 동안의 네트워크 과잉밀집으로 인한 VC용의 RM 셀이 손실된 경우에 VC로부터의 대역폭 재할당을 방지하기 위해서, ATM 네트워크는 높은 우선순위를 RM 셀에 할당할 수 있다. 또한, 전역 대역폭 파라메터 업데이트(즉, 대역폭_할당_업데이트의 인보케이션) 사이의 시간 간격을 충분히 크게 유지함으로써, 네트워크 과잉밀집으로 인해 RM 셀이 손실되는 경우 VC에 대한 최적 대역폭 할당의 영향이 최소할 되게 할수 있다.
본 발명에 대해 다양한 실시예를 참조하여 특정하게 나타나고 설명되었으나, 본 발명에 대한 변형 또는 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 당업자에 의해 만들어질 수 있으며, 본 발명의 구성요소가 그의 균등물로 치환될 수 있음이 인식되어야 한다.
또한. 본 발명의 중심적인 범위를 벗어나지 않는 범위에서, 본 발명에 대해 특정 구성요소, 기술에 대한 수정이 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 상세한 설명의 특정 실시예 및 방법에 의해 결정되는 것이 아니라 이하의 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (13)

  1. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 방법으로서,
    a)소정의 시간에서, 상기 스위칭 시스템의 비능동 가상 회선에 할당된 대역폭을 결정하는 단계; 및
    b)상기 대역폭을 상기 스위칭 시스템의 능동 가상 회선에 사용가능하게 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법.
  2. 제 2 항에 있어서, 상기 대역폭을 상기 스위칭 시스템의 새로운 가상 회선에 사용가능하게 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법.
  3. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 시스템으로서,
    a)소정의 시간에서, 상기 스위칭 시스템의 비능동 가상 회선에 할당된 대역폭을 결정하기 위한 수단; 및
    b)상기 대역폭을 상기 스위칭 시스템의 능동 가상 회선에 사용가능하게 만들기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 시스템.
  4. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 방법을 수행하도록 상기 ATM 스위칭 시스템을 구성하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    a)소정의 시간에서, 상기 스위칭 시스템의 비능동 가상 회선에 할당된 대역폭을 결정하는 단계; 및
    b)상기 대역폭을 상기 스위칭 시스템의 능동 가상 회선에 사용가능하게 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  5. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 방법으로서,
    a)타지점에서 병목현상을 일으킨 상기 스위칭 시스템의 최근 능동 가상 회선용의 첫번째 전체 예상 전송률을 결정하는 단계;
    b)타지점에서 병목현상을 일으킨 상기 스위칭 시스템의 능동 가상 회선용의 두번째 전체 예상 전송률을 상기 첫번째 전체 예상 전송률로 수정하는 단계;
    c)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 능동 가상 회선용의 상기 스위칭 시스템에서 사용가능한 전역 대역폭을 결정하는 단계; 및
    d)상기 첫번째 전체 예상 전송률을 리셋하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    e)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 최근 가상 회선의 첫번째 전체 갯수를 결정하는 단계;
    f)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 상기 능동 가상 회선용의 두번째 전체 갯수를 상기 첫번째 전체 갯수로 수정하는 단계; 및
    g)상기 첫번째 전체 갯수를 리셋하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법.
  7. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 시스템으로서,
    a)타지점에서 병목현상을 일으킨 상기 스위칭 시스템의 최근 능동 가상 회선용의 첫번째 전체 예상 전송률을 결정하기 위한 수단;
    b)타지점에서 병목현상을 일으킨 상기 스위칭 시스템의 능동 가상 회선용의 두번째 전체 예상 전송률을 상기 첫번째 전체 예상 전송률로 수정하기 위한 수단;
    c)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 능동 가상 회선용의 상기 스위칭 시스템에서 사용가능한 전역 대역폭을 결정하기 위한 수단; 및
    d)상기 첫번째 전체 예상 전송률을 리셋하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    e)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 최근 가상 회선의 첫번째 전체 갯수를 결정하기 위한 수단;
    f)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 상기 능동 가상 회선용의 두번째 전체 갯수를 상기 첫번째 전체 갯수로 수정하기 위한 수단; 및
    g)상기 첫번째 전체 갯수를 리셋하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 시스템.
  9. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 방법을 수행하도록 상기 ATM 스위칭 시스템을 구성하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    a)타지점에서 병목현상을 일으킨 상기 스위칭 시스템의 최근 능동 가상 회선용의 첫번째 전체 예상 전송률을 결정하는 단계;
    b)타지점에서 병목현상을 일으킨 상기 스위칭 시스템의 능동 가상 회선용의 두번째 전체 예상 전송률을 상기 첫번째 전체 예상 전송률로 수정하는 단계;
    c)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 능동 가상 회선용의 상기 스위칭 시스템에서 사용가능한 전역 대역폭을 결정하는 단계; 및
    d)상기 첫번째 전체 예상 전송률을 리셋하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    e)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 최근 가상 회선의 첫번째 전체 갯수를 결정하는 단계;
    f)상기 스위칭 시스템에서 병목현상을 일으킨 상기 능동 가상 회선용의 두번째 전체 갯수를 상기 첫번째 전체 갯수로 수정하는 단계; 및
    g)상기 첫번째 전체 갯수를 리셋하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  11. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 방법으로서,
    a)명시 전송률 및 최소 셀 전송률을 포함하는 상기 가상 회선용의 자원 관리 셀을 수신하는 단계; 및
    b)상기 명시 전송률이 상기 최소 셀 전송률 이하인 경우에 상기 가상 회선에 상기 명시 전송률을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법.
  12. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 방법을 수행하도록 상기 ATM 스위칭 시스템을 구성하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    a)명시 전송률 및 최소 셀 전송률을 포함하는 상기 가상 회선용의 자원 관리 셀을 수신하는 단계; 및
    b)상기 명시 전송률이 상기 최소 셀 전송률 이하인 경우에 상기 가상 회선에 상기 명시 전송률을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  13. 비동기 전송 모드(ATM) 스위칭 시스템의 가상 회선에 대역폭을 할당하기 위한 시스템으로서,
    a)명시 전송률 및 최소 셀 전송률을 포함하는 상기 가상 회선용의 자원 관리 셀을 수신하는 단계; 및
    b)상기 명시 전송률이 상기 최소 셀 전송률 이하인 경우에 상기 가상 회선에 상기 명시 전송률을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 할당 시스템.
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