KR20040046403A - A Method for Transmission Control in Dual-ring Architecture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중 링을 기반으로 하는 망 구조에서 전송제어방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 이중 링을 기반으로 하는 망에서 혼잡에 따른 전송율 제어 시, 각 노드의 전송 상태를 고려하여 공정한 전송율을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission control method in a dual ring-based network structure, and more particularly, to control a fair transmission rate in consideration of the transmission status of each node when controlling a transmission rate due to congestion in a dual ring-based network. It is about a method.
이중 링 구조를 기반으로 하는 망 구조는 IEEE 802.17에서 RPR(Resiliency Packet Ring)로 명명되어 현재 표준화가 진행 중에 있으며, 그 근본은 Cisco사의 SRP(Spatial Reuse Protocol) 프로토콜에 두고 있다. 링 구조상에 존재하는 공간적인 대역폭 효율의 이득과 노드 실패와 같은 상황에서도 이중 링 구조로 인하여 목적지까지 패킷이 도달 가능하다. 링에 전송중인 패킷들은 중간 노드에서 우선적으로 전송되므로 상위 노드에서 전송율을 제한하지 않는다면 하위 노드의 전송율이 제한되어 노드들간의 공정한 대역폭 분배가 이루어지지 않는다. 이러한 링 구조에서 노드들간의 대역폭을 공정하게 분배하는 것은 중요한 사항이며, 노드들간의 공정성을 유지하는 여러 알고리즘이 현재 제안되고 있다. 제안되는 알고리즘들은 최선형 서비스에만 적용이 되며, 높은 우선순위를 갖는 패킷에는 적용되지 않는다.The network structure based on the double ring structure is called RPR (Resiliency Packet Ring) in IEEE 802.17, and standardization is in progress. The root is based on Cisco's Spatial Reuse Protocol (SRP) protocol. Even in situations such as the gain of spatial bandwidth efficiency and node failure in the ring structure, the packet can reach the destination due to the double ring structure. Since packets in the ring are transmitted preferentially in the intermediate node, unless the upper node limits the transmission rate, the lower node's transmission rate is limited and thus the fair bandwidth distribution between nodes is not achieved. In such a ring structure, fair distribution of bandwidth between nodes is an important matter, and various algorithms for maintaining fairness among nodes are currently proposed. The proposed algorithms apply only to best service and do not apply to packets with high priority.
RPR과 SRP에서 제안하는 링 구조는 도 1에서 처럼 이중 링을 이용하여 노드(100)들을 연결하였으며, 두 개의 링을 구분하기 위해서 'Inner' 링(101)과 'Outer' 링(102)으로 분류한다. 한 방향으로 데이터 트래픽(103)을 전송하면, 이에 상응하는 제어 정보(104)는 반대 링으로 전송된다. 이러한 링 구조에서 노드는 어떠한 링으로도 데이터의 전송이 가능하며, 일반적으로 가장 짧은 경로를 통하여 데이터를 전송한다. 또한, 토큰링이나 FDDI와는 달리 목적지 노드에서 패킷을 제거하기 때문에 높은 대역폭 효율을 얻을 수 있다. 이와 같은 이중 링 구조는 사용하지 않는 공간의 대역폭을 재활용할 수 있어서 전체 대역폭 효율이 증가하고, 목적지까지 도달할 수 있는 경로가 한 개이상 존재하여 한 경로상에서 광 또는 전송 장비 실패가 발생하여도 다른 경로로 데이터 전송이 가능한 이점이 있다.In the ring structure proposed by RPR and SRP, nodes 100 are connected by using a double ring as shown in FIG. 1, and are classified into an inner ring 101 and an outer ring 102 to distinguish the two rings. do. Sending data traffic 103 in one direction, the corresponding control information 104 is sent to the opposite ring. In this ring structure, a node can transmit data through any ring and generally transmits data through the shortest path. In addition, unlike token ring or FDDI, since the packet is removed from the destination node, high bandwidth efficiency can be obtained. This double ring structure can reuse bandwidth in unused space, increasing overall bandwidth efficiency, and there is more than one path to reach the destination, resulting in the failure of optical or transmission equipment on one path. The advantage is that data can be transferred over the path.
도 2는 이중 링으로 구성된 망 구성에서 노드의 단방향의 내부 구조를 보여주고 있다.Figure 2 shows the internal structure of the unidirectional node in a dual ring network configuration.
각 노드에는 노드를 통과하는 패킷을 저장하는 통과버퍼(Transit buffer)(200)와 노드가 전송하는 패킷을 저장하는 전송버퍼(Transmit buffer)(201)로 분류된다. 전송버퍼(Transmit Buffer)는 우선순위에 따라서 세 개의 버퍼로 분류되며, 통과버퍼(Transit buffer)는 높은 우선순위를 위한 버퍼를 별도로 관리하는 두 개의 버퍼를 두는 방식과 우선순위의 구분 없이 하나의 버퍼에 데이터를 저장하는 방식이 있다. 하나의 통과버퍼(Transit buffer)로 구성되면 우선순위에 상관없이 통과버퍼(Transit buffer)가 항상 처음에 전송이 되며, 그 이후에 전송버퍼(Transmit buffer)가 우선순위에 따라서 전송이 된다. 도 2에서는 두 개의 통과버퍼(Transit buffer)로 구성된 예를 나타내며, 노드의 스케쥴러(207)에서 패킷이 전송되는 순서는 다음과 같다.Each node is classified into a transit buffer 200 for storing a packet passing through the node and a transmit buffer 201 for storing a packet transmitted by the node. Transmit buffer is classified into three buffers according to priority. Transit buffer has two buffers that manage buffers for high priority separately and one buffer regardless of priority. There is a way to store data. If it consists of one Transit buffer, Transit buffer is always transmitted first regardless of priority, and then Transmit buffer is transmitted according to priority. 2 shows an example of two transit buffers, and the order in which packets are transmitted in the scheduler 207 of the node is as follows.
첫번째 높은 우선순위(HTB)의 통과 버퍼(Transit buffer)(202)가 전송된다.The first high priority (HTB) Transit buffer 202 is transmitted.
두번째, 하위/중간우선순위(L/MTB) 통과버퍼(Transit Buffer)(203)가 높은 임계치(High Threshold)를 초과하지 않으면 높은 우선순위(HTx)의 전송 버퍼(Transmit Buffer)(204)를 전송하고, 초과하면 하위/중간우선순위(L/MTB) 통과버퍼를 전송한다.Second, if the L / MTB Transit Buffer 203 does not exceed the High Threshold, the Transmit Buffer 204 of high priority (HTx) is transmitted. If exceeded, the lower / medium priority (L / MTB) pass buffer is transmitted.
세번째, 높은 우선순위(HTx) 전송버퍼(Transmit Buffer)가 비면 중간 우선순위(MTx) 전송버퍼(Transmit Buffer)(205)를 전송한다.Third, when the high priority (HTx) transmit buffer is empty, the MTx transmit buffer 205 is transmitted.
네번째, 하위/중간우선순위(L/MTB) 통과버퍼(Transit Buffer)가 낮은임계치(Low Threshold)를 초과하지 않으면 하위 우선순위(LTx) 전송버퍼(Transmit Buffer)(206)를 전송하고, 초과하면 하위/중간 우선순위(L/MTB) 통과버퍼(Transit Buffer)를 전송한다.Fourth, if the low / medium priority (L / MTB) Transit Buffer does not exceed the Low Threshold, it transmits the Low Priority (LTx) Transmit Buffer (206). Transmit Low / Medium Priority (L / MTB) Transit Buffer.
전송버퍼(Transmit Buffer)는 혼잡이 발생한 경로를 통과하는 패킷으로 인하여 혼잡이 발생하지 않는 패킷이 전송되지 못하는 Head-of-Line 블로킹을 방지하기 위해서 VDQ(Virtual Destination Queueing)로 버퍼 구성이 가능하다.The transmit buffer can be configured with virtual destination queuing (VDQ) to prevent head-of-line blocking, in which packets that do not cause congestion cannot be transmitted due to packets passing through congested paths.
도 3은 종래의 이중 링에서의 전송제어방법인 SRP에서 상위 노드로 전송되는 공정한 전송율의 제어 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a fair rate of transmission to an upper node in SRP, which is a transmission control method in a conventional dual ring.
SRP가 제안된 공정성 알고리즘은 크게 세 가지 요소로 분류된다. 혼잡의 발생 여부, 노드에 혼잡이 발생한 경우에 상위 노드의 전송율을 제한하기 위한 공정한 전송율(rev_usgae)의 계산 방법과 노드의 데이터 전송의 제한치인 허락된 전송율(allowed_usage)이다. 노드에서 혼잡이 발생하면 반대 링을 통하여 상위 노드의 전송율을 제한하기 위해서 공정한 전송율을 주기적으로 전송한다. 이를 수신한 상위 노드는 공정한 전송율을 초과하지 않도록 노드의 전송율을 조절한다. 공정한 전송율을 수신한 노드가 또한 혼잡이 발생한다면 수신한 공정한 전송율(rcvd_usage)과 노드의 현재의 전송율(lp_my_usage)을 비교하여, 작은 값을 상위 노드로 전송하여 상위 노드의 전송율을 현재의 노드의 혼잡 정도에 따라 제한한다. 이러한 알고리즘으로 노드들은 목적지 노드에 도달하기 위해서 데이터가 통과하는 노드들 중에 혼잡이 가장 심한 구간의 공정한 전송율을 수신하여, 그 구간이상으로 패킷을 전송하는 경우에 노드의 전송율을 공정한 전송율보다 낮게 조절한다. 이를 통해 링내의 노드들간의 대역폭 분배가 공정하게 이루어지도록 한다.The fairness algorithm proposed by SRP is classified into three main components. Whether or not congestion occurs, a fair rate (rev_usgae) calculation method for limiting the transmission rate of the upper node in the case of congestion in the node, and the allowed transmission rate (allowed_usage), which is a limit of the data transmission of the node. When congestion occurs at a node, a fair rate is periodically transmitted to limit the rate of higher nodes through the opposite ring. The upper node that receives this adjusts the transmission rate of the node so as not to exceed the fair transmission rate. If the node that received the fair rate also has congestion, compare the received fair rate (rcvd_usage) with the node's current rate (lp_my_usage), and send a smaller value to the higher node to send the higher node's rate to the current node. Limit by degree. In this algorithm, the nodes receive the fair transmission rate of the most congested period among the nodes through which data passes to reach the destination node, and adjust the transmission rate of the node to be lower than the fair transmission rate when transmitting the packet over the interval. . This ensures a fair distribution of bandwidth between the nodes in the ring.
이를 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.This will be described with reference to FIG. 3.
노드에 혼잡이 발생했는지의 여부를 우선 판별하여(300), 혼잡이 발생하면 하위 노드에서 수신한 공정한 전송율이 널(NULL)(전송율을 제한하지 않음)이거나, 노드의 전송율이 수신한 공정한 전송율보다 작은지(혼잡이 발생한 하위 노드에 현재의 노드가 관여했는지의 여부를 구분함)를 비교한다(301). 비교 값이 참이라면 현 노드의 전송율이 다른 노드들보다 작거나 상위 노드들이 많은 데이터를 전송한다고 판단하여 상위 노드들의 전송율을 제한하기 위해서 현 노드의 전송율을 상위 노드로 전송한다(302). 비교 값이 거짓이라면 하위 노드에서 더 심한 혼잡이 발생한 경우로 하위 노드의 공정한 전송율에 맞게 현 노드의 전송율을 조절하고, 이 값을 그대로 상위 노드로 전송한다(303).First, it is determined whether or not congestion has occurred in the node (300), and if congestion occurs, the fair rate received by the lower node is null (not limiting the rate) or the node's rate is higher than the fair rate received. It compares the small (identifying whether the current node is involved in the congested lower node) (301). If the comparison value is true, the transmission rate of the current node is transmitted to the higher node in order to limit the transmission rate of the upper nodes by determining that the transmission rate of the current node is smaller than other nodes or higher nodes transmit more data (302). If the comparison value is false, more congestion occurs in the lower node, and the transmission rate of the current node is adjusted according to the fair transmission rate of the lower node, and the value is transmitted to the upper node as it is (303).
노드에 혼잡이 발생하지 않은 경우에는 하위 노드의 공정한 전송율이 널(NULL) 값이 아니고, 노드를 통과하는 전송율이 할당된 전송율보다 크다면(304), 하위 노드에서 발생한 혼잡의 주요한 요인이 상위 노드들이라고 판단하여 수신한 공정한 전송율을 상위 노드로 전송한다(305). 위의 경우가 아니라면 링내의 노드에서 혼잡이 발생하지 않는 경우이므로 공정한 전송율을 널로 하여 상위 노드로 전송한다(306).If there is no congestion at the node, if the fair rate of the child node is not null, and if the rate of passage through the node is greater than the assigned rate (304), then the main source of congestion at the child node is the parent node. In operation 305, the controller transmits the received fair rate to the higher node. Otherwise, since congestion does not occur at the node in the ring, the node transmits to the higher node with the fair transmission rate as null (306).
Gandalf의 공정성 알고리즘은 SRP와 기본 동작 원리가 동일하지만 혼잡이 발생한 여러 구간에 대하여 공정한 전송율을 별도로 관리하도록 그 기능이 추가되었다는 점에서 차이가 있다.Gandalf's fairness algorithm has the same basic operation principle as SRP, but differs in that it adds a function to separately manage fair transmission rates for various congested sections.
상기와 같은 종래의 두 알고리즘은 모든 노드들이 전송할 데이터들이 충분히 많은 경우에 좋은 링크 이용 효율과 공정성을 보이고 있다. 그러나, 혼잡이 발생한 노드에서 데이터 전송율이 제한적인 경우에는 위의 두 알고리즘은 링크 이용 효율과 노드들간의 공정성면에서 그 성능이 저하되는 문제점이 발생한다.The above two conventional algorithms show good link utilization efficiency and fairness when there is enough data to be transmitted by all nodes. However, when the data rate is limited in the congested node, the above two algorithms have a problem in that their performance is degraded in terms of link utilization efficiency and fairness between nodes.
즉, SRP 공정성 알고리즘은 혼잡이 발생한 노드의 전송율을 바탕으로 한 정보를 상위 노드로 전송하여 이 전송율에 맞게 상위 노드의 전송율을 제한하기 때문에, 노드의 데이터 전송율이 공정한 대역폭보다 작은 노드에서 혼잡이 발생하면 공정성을 유지하기 위해서 노드의 작은 전송율을 상위 노드로 전송하여 상위 노드의 전송율을 필요 이상으로 제한하게 된다. 상위 노드가 전송율을 감소시킨 기간동안 혼잡이 발생한 노드에서는 혼잡이 해소되어 데이터의 전송이 가능하지만, 데이터 전송율이 제한적이므로 송신 버퍼가 곧 비게 되어 전송할 데이터가 고갈된다. 이 기간동안에 데이터 전송이 이루어지지 않으므로 전체 링크 이용 효율이 저하되는 단점이 있다.In other words, the SRP fairness algorithm transmits information based on the transmission rate of the congested node to the upper node and restricts the transmission rate of the upper node according to this transmission rate. Therefore, congestion occurs in a node whose data rate is smaller than the fair bandwidth. In order to maintain fairness, a small transmission rate of a node is transmitted to a higher node to limit the transmission rate of the upper node more than necessary. In a node where congestion occurs during a period where the upper node reduces the transmission rate, congestion is eliminated and data can be transmitted. However, since the data transmission rate is limited, the transmission buffer becomes empty and the data to be transmitted is exhausted. Since data transmission is not performed during this period, there is a disadvantage in that the overall link utilization efficiency is lowered.
도 4는 상기와 같은 문제점이 발생되는 한 예로써, 모든 경로의 전송속도가 OC-12(622Mbps)이고, 여섯 개의 노드로 구성된 망 구조를 나타낸 것이다.4 is an example in which the above-described problem occurs, and a transmission rate of all paths is OC-12 (622Mbps) and shows a network structure consisting of six nodes.
노드 1(400)에서 5(401)까지의 모든 노드들이 노드 6(402)으로 데이터를 전송하여 노드 5(401)에서 가장 심한 혼잡이 발생한 경우로 노드 5(401)가 상위 노드들의 전송율을 제한한다. 이와 같은 망 구성에서 노드 5(401)가 공정한 대역폭(124.4Mbps)보다 작은 20Mbps의 제한된 전송양만을 갖는 경우에도 혼잡이 발생할 때마다 노드 5(401)가 상위 노드들의 전송율을 제한하여 노드 5(401)를 통과하는 데이터 양을 감소시킨다. 노드 5(401)를 통과하는 데이터의 양이 감소하는 동안에 노드 5(401)가 데이터를 전송하지만, 노드 5(401)의 제한된 데이터 전송양으로 인하여 전송 버퍼가 고갈되어, 노드 6(402)으로 도달하는 경로의 링크 이용 효율이 저하되게 된다.All nodes from node 1 (400) to 5 (401) send data to node 6 (402), resulting in node 5 (401) having the most congestion. do. In this network configuration, even when node 5 401 has a limited transmission amount of 20 Mbps which is smaller than the fair bandwidth (124.4 Mbps), whenever congestion occurs, node 5 401 limits the transmission rate of upper nodes to node 5 (401). Reduce the amount of data passing through While node 5 401 transmits data while the amount of data passing through node 5 401 decreases, the transmit buffer is depleted due to the limited amount of data transmission of node 5 401, and thus to node 6 402. The link utilization efficiency of the arriving path is lowered.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 이중 링 구조를 기반으로 하는 망내의 각 노드들간의 공정한 전송율을 보장하기 위한 알고리즘에서 혼잡이 발생한 노드에서 데이터 전송율이 제한적인 경우에 링크 이용 효율이 저하되는 단점을 개선하기 위하여 각 노드의 공정성 알고리즘이 노드의 전송 상태를 고려하도록 한 전송제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to provide a data transmission rate at a node where congestion occurs in an algorithm for ensuring a fair transmission rate between nodes in a network based on a double ring structure The purpose of the present invention is to provide a transmission control method in which the fairness algorithm of each node considers the transmission status of the node in order to improve the disadvantage that the link utilization efficiency is deteriorated in a limited case.
도 1은 일반적인 이중 링 구조를 나타낸 도면.1 shows a typical double ring structure.
도 2는 일반적인 노드내의 단방향 내부 구조를 나타낸 도면.2 illustrates a unidirectional internal structure in a typical node.
도 3은 종래의 SRP에서 상위 노드로 전송되는 공정한 전송율의 제어 흐름도.3 is a flowchart illustrating a fair rate of transmission to a higher node in a conventional SRP.
도 4는 종래의 공정한 전송율이 적용되는 망 구조의 한 예를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating an example of a network structure to which a conventional fair transmission rate is applied.
도 5는 본 발명에 따른 상위 노드로 전송되는 공정한 전송율의 제어 흐름도.5 is a flowchart illustrating a fair rate of transmission to an upper node according to the present invention.
도 6는 본 발명이 적용된 링 인터페이스 기능 블록도.Figure 6 is a ring interface functional block diagram to which the present invention is applied.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이중 링 기반의 망에서의 전송제어방법에 있어서, 노드에 혼잡이 발생하면 하위 노드에서 수신한 공정한 전송율이 널 값이고 전송 버퍼의 패킷의 수가 임계치보다 작은지 확인하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 전송버퍼의 패킷 수가 임계치보다 작으면 "이용 가능한 대역폭 - 노드의 전송율"을 활동적인 플로우(Flow)의 수로 나눈 값을 공정한 전송율로 정하여 상위 노드로 전송하는 제2단계; 및 상기 제1단계에서 상기 전송버퍼의 패킷 수가 임계치보다 작지 않으면 현 노드의 전송율이 상기 하위 노드로부터 수신한 공정한 전송율보다 작으면 현 노드의 전송율을 상위 노드로 전송하고, 상기 현 노드의 전송율이 수신한 공정한 전송율보다 작지 않으면 하위 노드의 공정한 전송율에 맞게 현 노드의 전송율을 조절하고, 상기 수신한 공정한 전송율을 그대로 상위 노드로 전송하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling transmission in a dual ring-based network, wherein when congestion occurs in a node, a fair transmission rate received from a lower node is a null value and the number of packets of a transmission buffer is smaller than a threshold. Confirming the first step; In the first step, when the number of packets of the transmission buffer is smaller than a threshold, a second step of transmitting a value obtained by dividing the "available bandwidth-transmission rate of a node" by the number of active flows as a fair transmission rate to a higher node; And in the first step, if the number of packets of the transmission buffer is not smaller than a threshold, if the transmission rate of the current node is less than the fair transmission rate received from the lower node, transmit the transmission rate of the current node to a higher node, and the transmission rate of the current node is received. If it is not less than one fair rate, it characterized in that it comprises a third step of adjusting the transmission rate of the current node according to the fair rate of the lower node, and transmits the received fair rate as it is to the upper node.
또한 본 발명은, 이중 링 기반의 망의 프로세서에서, 노드에 혼잡이 발생하면 하위 노드에서 수신한 공정한 전송율이 널 값이고 전송 버퍼의 패킷의 수가 임계치보다 작은지 확인하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 전송버퍼의 패킷 수가 임계치보다 작으면 "이용 가능한 대역폭 - 노드의 전송율"을 활동적인 플로우(Flow)의 수로 나눈 값을 공정한 전송율로 정하여 상위 노드로 전송하는 제2단계; 및 상기 제1단계에서 상기 전송버퍼의 패킷 수가 임계치보다 작지 않으면 현 노드의 전송율이 상기 하위 노드로부터 수신한 공정한 전송율보다 작으면 현 노드의 전송율을 상위 노드로 전송하고, 상기 현 노드의 전송율이 수신한 공정한 전송율보다 작지 않으면 하위 노드의 공정한 전송율에 맞게 현 노드의 전송율을 조절하고, 상기 수신한 공정한 전송율을 그대로 상위 노드로 전송하는 제3단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In addition, the present invention, in the processor of the dual ring-based network, the first step of confirming that if the node has congestion, the fair transmission rate received from the lower node is a null value and the number of packets of the transmission buffer is smaller than the threshold; In the first step, when the number of packets of the transmission buffer is smaller than a threshold, a second step of transmitting a value obtained by dividing the "available bandwidth-transmission rate of a node" by the number of active flows as a fair transmission rate to a higher node; And in the first step, if the number of packets of the transmission buffer is not smaller than a threshold, if the transmission rate of the current node is less than the fair transmission rate received from the lower node, transmit the transmission rate of the current node to a higher node, and the transmission rate of the current node is received. If it is not less than one fair rate, the computer-readable recording medium that records a program for adjusting the current rate according to the fair rate of the lower node and executing the third step of transmitting the received fair rate to the upper node as it is. To provide.
본 발명에서는 Decay Interval마다 통과버퍼(Transit Buffer)를 통과하는 각 Flow들의 전송율을 노드의 전송율과 동일한 방법으로 계산하여 이들의 전송율이 0이 아닌 활동적인 Flow의 수를 확인하고, 하위우선순위(LTx) 전송버퍼(TransmitBuffer)에 저장된 패킷의 수를 저역통과필터(Low pass filter)를 통하여 계산된 값을 추가적으로 설정된 임계치와 비교한다. 노드에 혼잡이 발생한 경우에 이 값이 임계치보다 적은 경우에만 해당 노드의 전송율이 제한적인 경우로 판단하여 "이용 가능한 대역폭 - 노드의 전송율"을 활동적인 Flow의 수로 나눈 공정한 전송율(rev_usage)을 상위 노드로 전송하므로써, 링크 이용 효율의 저하를 방지한다. 또한, 본 발명은 이러한 링크 이용 효율의 향상으로 인해 노드들간의 공정성도 같이 유지되는 이점이 있다.In the present invention, the transmission rate of each flow passing through the Transit Buffer for each Decay Interval is calculated in the same manner as the transmission rate of the node to check the number of active flows whose transmission rate is not 0, and lower priority (LTx ) The number of packets stored in the TransmitBuffer is compared with the additionally set threshold value calculated by the low pass filter. In case of congestion in a node, it is determined that the transmission rate of the node is limited only when this value is less than the threshold value, and the fair transmission rate (rev_usage) divided by "available bandwidth-node transmission rate" by the number of active flows is higher. By transmitting to the network, the degradation of link utilization efficiency is prevented. In addition, the present invention has the advantage that the fairness between nodes is also maintained due to the improvement of the link utilization efficiency.
이하, 첨부된 도 5 이하를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 상위 노드로 전송되는 공정한 전송율의 제어 흐름도를 나타낸 것이다.5 is a flowchart illustrating a fair rate of transmission to an upper node according to the present invention.
노드에 혼잡이 발생하였는지를 확인하여(500) 노드에 혼잡이 발생하면 하위 노드에서 수신된 공정한 전송율이 널 값이고 전송 버퍼의 패킷의 수가 기 설정된 임계치보다 작은지 확인한다(501). 확인 결과(501), 작으면 노드의 전송율이 제한적인 경우라고 판단하여 (이용 가능한 대역폭(MAX_LRATE) - 노드의 전송율(nlp_my_usage))을 활동적인 Flow의 수(num_flow)로 나눈 값을 공정한 전송율로 정하여 상위 노드로 전송한다(502). 확인 결과(501), 작지 않으면 노드에 전송할 충분한 데이터가 존재한다고 판단하여 하위 노드에서 수신된 공정한 전송율의 값을 확인하고, 노드의 전송율이 수신한 공정한 전송율보다 작은지 비교한다(503).비교 결과, 작으면(상위 노드들의 전송율로 인하여 노드에 혼잡이 발생하였다고 판단), 현 노드의 전송율이 상위 노드들보다 작다고 판단하여 상위 노드의 전송율을 제한하기 위해서 현 노드의 전송율을 상위 노드로 전송한다(504). 비교 결과, 작지 않으면 하위 노드에 더욱 심한 혼잡이 발생한 경우로 하위 노드의 공정한 전송율에 맞게 현 노드의 전송율을 조절하고, 하위 노드의 공정한 전송율을 그대로 상위 노드로 전송한다(505).If congestion occurs in the node (500), if congestion occurs in the node (500), it is checked whether the fair transmission rate received from the lower node is a null value and the number of packets of the transmission buffer is smaller than a preset threshold (501). As a result of the check (501), if it is small, it is determined that the transmission rate of the node is limited, and the value obtained by dividing (available bandwidth (MAX_LRATE)-transmission rate of the node (nlp_my_usage)) by the number of active flows (num_flow) is set as a fair transmission rate. In step 502, it transmits to a higher node. The check result 501 determines that there is sufficient data to be transmitted to the node if it is not small, and checks the value of the fair rate received by the lower node, and compares whether the rate of the node is smaller than the received fair rate (503). If it is small (the node is congested due to the transmission rate of the upper nodes), it is determined that the transmission rate of the current node is smaller than the upper nodes, and transmits the transmission rate of the current node to the upper node to limit the transmission rate of the upper node ( 504). As a result of the comparison, if the congestion occurs in the lower node, the transmission rate of the current node is adjusted according to the fair transmission rate of the lower node, and the fair transmission rate of the lower node is transmitted to the upper node as it is (505).
노드에 혼잡이 발생하지 않은 경우에는 하위 노드의 공정한 전송율 값을 확인하고 통과하는 전송율이 할당된 전송율보다 큰지 비교한다(506). 비교 결과, 크다면 하위 노드에서 발생한 혼잡의 주요한 요인이 상위 노드라고 판단하여 수신한 공정한 전송율을 상위 노드로 전송한다(507). 비교 결과 크지 않다면 링내의 노드에서 혼잡이 발생하지 않은 경우이므로 공정한 전송율을 널로 하여 상위 노드로 전송한다(508).If congestion does not occur at the node, the controller checks the fair rate value of the lower node and compares whether or not the transmitted rate is greater than the allocated rate (506). As a result of the comparison, it is determined that the main factor of congestion occurring in the lower node is the upper node, and the received fair transmission rate is transmitted to the upper node (507). If the result of the comparison is not large, congestion does not occur in the nodes in the ring, and the data is transmitted to the higher node with the fair transmission rate as null (508).
이러한 방식으로 노드에 혼잡이 발생하였을 때, 노드의 데이터 전송율이 제한적인 경우로 판단이 되면 현 노드의 전송율을 고려하여 상위 노드로 전송되는 공정한 전송율 값을 계산한다. 반면에, 혼잡이 발생하지 않거나 또는 혼잡이 발생하여도 하위우선순위(LTx) 전송버퍼(Transmit Buffer)의 패킷의 수가 임계치보다 큰 경우에는 Gandalf의 알고리즘과 동일한 방법으로 동작한다. 본 발명은 Gandalf 방식에 비해 계산량의 복잡성과 관리해야 하는 레지스터들이 추가된 점과 하위우선순위(LTx) 전송버퍼를 관찰해야 하는 단점은 있지만 링크 이용 효율과 공정성면에서 개선된 성능을 갖는다.When congestion occurs in a node in this manner, if it is determined that the data rate of the node is limited, the fair rate value transmitted to the higher node is calculated in consideration of the current rate of the node. On the other hand, when congestion does not occur or congestion occurs, when the number of packets of a lower priority (LTx) transmit buffer is larger than a threshold, the algorithm operates in the same manner as Gandalf's algorithm. Compared to the Gandalf method, the present invention has the disadvantage of observing the complexity of the computational complexity and the addition of registers to be managed and the low priority (LTx) transmission buffer, but has improved performance in terms of link utilization efficiency and fairness.
도 6은 본 발명이 적용되는 이중 링 구조의 인터페이스 구조를 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram illustrating an interface structure of a double ring structure to which the present invention is applied.
이중 링 구조의 인터페이스는 물리적인 매체의 접속을 다루는 이중 링의 인터페이스(600)와 각 방향의 링 인터페이스를 관리하는 MAC 제어기(601), 데이터의 송, 수신부를 담당하는 호스트(602)로 구성된다. 또한, 전체 인터페이스의 관리 및 모니터링 기능을 담당하는 라인 프로세서(603)가 존재한다. 통과버퍼(604)는 MAC 제어기에 연결되어 구성되며, 전송버퍼(605)는 호스트에 귀속되어 구성되므로, MAC 제어기와 호스트간에 전송버퍼 상태에 대한 정보를 주고 받아야 한다. 일 예로, 호스트는 전송버퍼내의 패킷의 수를 저역통과필터를 통하여 계산된 값을 기 설정된 임계치와 비교한다. 이러한 정보의 전송은 호스트 인터페이스(606)와는 별도의 핀을 통하여 이루어지거나 또는 호스트의 인터럽트를 통하여 라인 프로세서에게 통보하고(607), 라인 프로세서는 이 정보를 MAC 제어기의 레지스터 설정 등으로 MAC 제어기에게 통보한다.The dual ring interface consists of a dual ring interface 600 that handles physical media access, a MAC controller 601 that manages ring interfaces in each direction, and a host 602 that is responsible for transmitting and receiving data. . There is also a line processor 603 that is responsible for the management and monitoring functions of the entire interface. The pass buffer 604 is configured to be connected to the MAC controller, and since the transmit buffer 605 is configured to belong to the host, information on the state of the transmit buffer between the MAC controller and the host should be exchanged. For example, the host compares the number of packets in the transmission buffer with a value calculated by the low pass filter to a preset threshold. The transmission of this information is via a pin separate from the host interface 606 or via the host interrupt (607), the line processor notifies the MAC controller of this information, such as register settings of the MAC controller. do.
전술한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.The present invention as described above has the following effects.
종래에 이중 링을 기반으로 한 MAC(Medium Access Control) 공정성 알고리즘은 노드의 전송율을 공정한 전송율로 설정하여 상위 노드의 전송율을 제한하므로써, 망의 혼잡을 해소하여, 노드의 혼잡 해소와 공정성면에서 좋은 성능을 보이고 있지만, 혼잡이 발생한 노드의 전송율이 제한적이라면 노드의 전송량을 고려하지않기 때문에, 링크 이용 효율과 공정성면에서 성능이 저하되는 단점이 있다. 본 발명은 이러한 단점을 개선하기 위해서 각 노드에서 전송 버퍼의 패킷의 수를 근거로하여 노드의 공정한 전송율을 계산하여, 링크 이용 효율과 공정성면에서 큰 향상을 얻을 수 있다. 또한, 호스트 인터페이스 또는 라인 프로세서를 통하여 전송 버퍼의 상태를 알 수 있으므로, MAC 제어기에는 별도의 로직이 필요하지 않으며, 종래의 알고리즘을 바탕으로 구현되었으므로 구현이 쉽고 추가되는 로직이 작다.Conventionally, the MAC (Medium Access Control) fairness algorithm based on the double ring limits the transmission rate of the upper node by setting the transmission rate of the node to a fair transmission rate, thereby eliminating congestion of the network, and good in terms of node congestion and fairness. Although the performance is shown, if the transmission rate of the congested node is limited, the transmission rate of the node is not taken into consideration, and thus there is a disadvantage in that performance is degraded in terms of link utilization efficiency and fairness. In order to solve this disadvantage, the present invention calculates a fair transmission rate of a node based on the number of packets of a transmission buffer at each node, and thus, a significant improvement in link utilization efficiency and fairness can be obtained. In addition, since the status of the transmission buffer can be known through the host interface or the line processor, the MAC controller does not need any separate logic, and since it is implemented based on a conventional algorithm, the implementation is easy and the additional logic is small.
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