KR20130108169A

KR20130108169A - 헤드룸 감소

Info

Publication number: KR20130108169A
Application number: KR20130030718A
Authority: KR
Inventors: 바히드 타바타바이; 브루스 콴
Original assignee: 브로드콤 코포레이션
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-10-02
Also published as: EP2642704B1; TW201340648A; EP2642704A1; CN103326954A; US9166919B2; US20130250757A1; KR101451150B1; TWI543568B

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은 드롭되는 패킷들을 최소화하면서 헤드룸을 감소시키기 위한 메커니즘들을 제공한다. 전반적으로, 이는 모든 포트들 간의 공유화 헤드룸 공간을 사용하고, 흐름-제어 메시지 송신에 있어 랜덤화 지연을 제공함으로써 이루어진다.

Description

헤드룸 감소{REDUCING HEADROOM}

본 발명은 패킷-스위칭 네트워크에서 패킷들을 수신하기 위한 스위치의 헤드룸 감소에 관한 것이다.

패킷-스위칭 네트워크들에 있어, 스위치들은 무손실(lossless) 동작을 가능하게 하는 버퍼들을 갖는다. 그러나, 소스(source)로부터의 인커밍 패킷 레이트들(incoming packet rates)이 높고, 데이터가 버퍼 내에 축적될 때, 패킷들은 버퍼 크기를 초과함에 기인하여 드롭(drop)될 수 있다. 드롭된 패킷들이 패킷-스위칭 네트워크들에 대하여 문제가 되는 한, 드롭된 패킷들의 문제를 개선하기 위한 개발들 및 시도들이 계속되고 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면,

패킷-스위칭 네트워크에서 패킷들을 수신하기 위한 스위치에 있어,

버퍼에 대하여 상한 값(upper value)(XOFF_MAX)을 설정하는 단계로서, 상기 XOFF_MAX는 흐름-제어 메시지(XOFF)의 송신을 항상 트리거하는 버퍼 사용량(usage)을 나타내는, 단계;

버퍼에 대하여 하한 값(lower value)(XOFF_MIN)을 설정하는 단계로서, 상기 XOFF_MIN은 XOFF의 송신을 절대 트리거하지 않는 버퍼 사용량을 나타내는, 단계;

패킷 도착 시점에 랜덤 값(XRAND)을 결정하는 단계로서, 상기 랜덤 값은 상기 XOFF_MAX와 상기 XOFF_MIN 사이인, 단계;

상기 버퍼 사용량이 XRAND를 초과하는지 여부를 결정하기 위하여 상기 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계; 및

상기 버퍼 사용량이 XRAND를 초과할 때 흐름-제어 메시지(XOFF)를 송신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면,

버퍼; 및

상기 버퍼에 대한 랜덤화 임계 값으로서, 상기 랜덤화 임계 값은 소스로의 흐름-제어 메시지의 송신을 트리거하기 위한 것인, 상기 랜덤화 임계 값을 포함하는 시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 흐름-제어 메시지는 XOFF이다.

바람직하게, 상기 시스템은,

제 2 버퍼; 및

상기 제 2 버퍼에 대한 제 2 랜덤화 임계 값으로서, 상기 제 2 랜덤화 임계 값은 소스로의 제 2 흐름-제어 메시지를 트리거하기 위한 것인, 상기 제 2 랜덤화 임계 값을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 시스템은, 소스로의 흐름-제어 메시지의 송신을 트리거하기 위한 수단을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 시스템은 상한 한계치(upper limit)를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 시스템은 랜덤 오프셋을 더 포함하며, 상기 랜덤화 임계는 상기 상한 한계치로부터 상기 랜덤 오프셋을 감산함으로써 설정된다.

바람직하게, 상기 시스템은 상기 상한 한계치로부터 상기 랜덤 오프셋을 감산하기 위한 수단을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 시스템은 하한 한계치(lower limit)를 더 포함하며, 상기 랜덤화 임계는 상기 하한 한계치와 상기 상한 한계치 사이에서 설정된다.

바람직하게, 상기 시스템은 상기 랜덤화 임계를 설정하기 위한 수단을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 시스템은 공유화 헤드룸을 더 포함하며, 상기 공유화 헤드룸은 버퍼를 포함한다.

일 측면에 따르면,

버퍼에 대한 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계;

상기 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계;

상기 모니터링된 버퍼 사용량이 상기 랜덤화 임계 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및

상기 모니터링된 버퍼 사용량이 상기 랜덤화 임계 값을 초과할 때 흐름-제어 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 흐름-제어 메시지는 XOFF이다.

바람직하게, 상기 방법은,

제 2 버퍼에 대하여 제 2 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계;

상기 제 2 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계;

상기 제 2 버퍼의 상기 모니터링된 사용량이 상기 제 2 랜덤화 임계 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및

상기 제 2 버퍼의 상기 모니터링된 사용량이 상기 제 2 랜덤화 임계 값을 초과할 때 제 2 흐름-제어 메시지를 송신하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 방법은,

흐름 제어를 재설정하는 단계; 및

상기 버퍼에 대하여 상이한 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 랜덤화 임계 값을 결정하는 상기 단계는,

상한 한계치를 설정하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 랜덤화 임계 값을 결정하는 상기 단계는,

하한 한계치를 설정하는 단계; 및

상기 상한 한계치와 상기 하한 한계치 사이에서 상기 랜덤화 임계 값을 설정하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 랜덤화 임계 값을 결정하는 상기 단계는,

랜덤 오프셋을 결정하는 단계; 및

상기 상한 한계치로부터 상기 랜덤 오프셋을 감산함으로써 상기 랜덤화 임계 값을 설정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 많은 측면들이 다음의 도면들을 참조하여 더 양호하게 이해될 수 있다. 도면들 내의 컴포넌트들은 스케일이 반드시 조정될 필요가 없으며, 오히려 본 발명의 원리들을 명료하게 예시하는 것을 강조한다. 또한, 도면들 내에서, 동일한 참조 부호들은 몇몇 도면들에 걸쳐 대응하는 부분들을 표시한다.
도 1은 랜덤화(randomized) 흐름-제어(flow-control) 임계(threshold)를 갖는 버퍼의 일 실시예의 도면이다.
도 2는 상이한 랜덤화 흐름-제어 임계를 갖는 버퍼의 다른 실시예의 도면이다.
도 3은 흐름-제어 신호를 송신하기 위한 방법의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 4는 흐름-제어 신호를 송신하기 위한 방법의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 5는, 도 1 및 도 2의 버퍼들을 이용할 수 있는 패킷-스위칭 아키텍처의 일 실시예를 도시하는 도면이다.

패킷-스위칭 네트워크들에 있어, 스위치들은 무손실(lossless) 동작을 가능하게 하는 버퍼들을 갖는다. 그러나, 소스(source)로부터의 인커밍 패킷 레이트들(incoming packet rates)이 높고, 데이터가 버퍼 내에 축적될 때, 패킷들은 버퍼 크기를 초과함에 기인하여 드롭(drop)될 수 있다. 이러한 문제를 개선하기 위하여, 이더넷 스위치는, 특정 큐(queue) 또는 진입 포트(ingress port)의 데이터 버퍼 사용량(usage) 및 우선순위(priority)가 특정 임계, 소위 XOFF 임계를 초과할 때, 링크-레벨 흐름-제어 메시지를 전송한다. 이러한 흐름-제어 메시지는 소스의 패킷들의 송신을 중단시키기 위하여 소스로 전송된다. 흐름-제어 메시지가 소스에 의해 수신됨에 있어서의 지연(delay)들에 기인하여, 스위치는 XOFF 메시지를 송신한 후에도 계속해서 소스로부터의 프레임들을 수신할 수 있다. 이러한 지연 때문에, 흐름-제어가 설정된 후 도착할 수 있는 패킷들을 받아들이기 위하여 통상적으로 스위치 버퍼의 일 부분이 예비(reserve)되고 제공된다. 이러한 예비된 버퍼는 무손실 헤드룸, 또는, 간단하게 헤드룸으로서 지칭된다.

이러한 지연의 주된 이유들 중 하나이면서, 그리고 헤드룸을 제공하는 주된 요인들 중 하나는, XOFF 신호를 전송하기 위한 스위치에서의 대기 시간(waiting time)이다. 스위치 내의 혼잡이 검출되면, XOFF 메시지가 생성된다. 그러나, 만일 포트가 이미 패킷 전송에 의해 점유되어 있는 경우, XOFF 메시지는 아웃고잉(outgoing) 패킷의 송신이 완료될 때까지 전송되지 못할 수 있다. 최악의 경우, 스위치는 XOFF 메시지를 송신하기 전에 완전한(full) 최대 송신 유닛(maximum transmission unit, MTU) 크기의 패킷이 포트를 떠날 때까지 대기해야 할 것이다. 다시 말해서, 흐름 제어 메시지가 생성되기 전에 포트가 점보 패킷(Jumbo packet)의 송신을 막 시작한 경우, 지연은 점보 패킷의 송신을 완료하기 위하여 소비되는 시간과 같아질 것이다. 따라서, 평균 대기 시간이 점보 패킷의 약 절반이라 하더라도, 가장 나쁜 최악의 상황은 완전한 점보 패킷의 대기 시간을 초래한다.

이러한 최악의 상황이 발생하는 때의 일 예는 스위치들에 대한 벤치마크 테스트 동안이다. 이러한 벤치마크 테스트들 하에서, 모든 진입 포트들은, 모든 진입 포트들 상의 동시적인 혼잡을 초래하기 위하여, 단일의 진출 포트(egress port)로 트래픽을 송신한다. 동시에 하나의 진입 포트는 멀티캐스트 점보 프레임들을 모든 진출 포트들로 전송한다. 따라서, 이러한 벤치마크 테스트들 동안, 모든 포트들 상의 흐름-제어 메시지들에 대한 대기 시간이 최악의 상황과 거의 동일하거나 또는 매우 근접해질 수 있다. 이러한 상황들에 대하여, 흐름-제어 트리거링(triggering) 이벤트들이 독립적인 이벤트들로 간주되지 못할 수 있다.

스위치가 무손실이 될 수 있도록 하기 위하여, 헤드룸이 이러한 그리고 다른 유형들의 최악의 상황 추정들에 기초하여 일반적으로 제공되었다. 그러나, 최악의 시나리오는 종종 대단히 비유사한 일련의 이벤트들의 발생에 기초한다. 이와 같이, 이러한 최악의 상황의 이벤트들에 기초한 헤드룸의 제공은 정상적인 동작에 대하여 불필요하게 큰 헤드룸을 초래한다.

현행 기술 및 방법들은 진입 포트 및 포트 그룹들 마다의 전용 헤드룸에 기초한다. 그러나 스위치 크기들(즉, 포트들의 수, 포트들의 속도, 무손실 우선순위들의 수)이 증가함에 따라, 이러한 처리방식은 각각의 진입 포트 및 포트 그룹에 대한 최악의-상황-추정에 기초하여 더 큰 헤드룸을 요구하며, 그럼으로써 스위치 버퍼의 낮은 사용효율 및 큰 헤드룸 예비를 초래한다. 추가적으로, 흐름-제어 설정은 전형적으로, 상이한 포트들 및 속도들 사이에서 흐름-제어 설정의 동기화를 초래하는 고정된 임계들에 기초한다. 헤드룸 크기를 제어하기 위하여 사용되는 다른 방법은, 스위치 메모리 버퍼가 완전히 채워졌을 때, 모든 포트 상의 흐름 제어를 설정하는 것을 필요로 한다. 이러한 방법은 매우 차질을 일으키고(disruptive), 포트의 부당한 흐름 제어 및 스루풋(throughput) 저하를 초래할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 드롭되는 패킷들을 최소화하면서 헤드룸 크기를 감소시킬 수 있는 메커니즘들을 제공한다. 전반적으로, 이는 모든 포트들 간에 공유화 헤드룸 공간(shared headroom space)을 사용하고, XOFF 메시지 송신에 있어 랜덤화 지연을 제공함으로써 달성된다. 특히, 일 실시예에 있어, 의사-랜덤 임계(pseudo-random threshold)가 포트들 상의 흐름 제어의 트리거링을 위하여 삽입(insert)된다. 랜덤화 흐름 제어 오프셋(offset)은 포트들 상의 흐름 제어의 트리거링이 충분히 비상관(uncorrelate)되도록 한다. 따라서, 헤드룸 크기 조정(sizing)이, 최악의 상황 추정들 대신에, 스위치로부터의 XOFF 메시지의 송신에 대한 평균 대기 시간에 기초하여 이루어질 수 있다.

요구되는 헤드룸 크기를 감소시키기 위하여, 그리고 최악의 상황 대신에 스위치의 평균 대기 시간에 기초하여 헤드룸 크기를 조정하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 모든 포트들과 무손실 우선순위들 간에 공유화 헤드룸 공간을 제공한다. (진입 포트, 우선순위들)에 대한 전용 헤드룸 이상의 공유화 헤드룸 효율성 및 이점은, 흐름 제어가 트리거된 후, 각각의 포트에 대한 흐름 제어 메시지 송신의 지연이 그 포트로부터의 패킷 송신이 완료될 때까지의 대기에 의존하는 랜덤 변수라는 전제에 기초한다. 상이한 포트들 및 우선순위들에 대한 흐름 제어를 설정하기 위한 시간이 비상관되는 경우(또는 낮은 상관관계를 갖는 경우), 상이한 포트들 및 우선순위들에 대하여 요구되는 헤드룸 크기가 비상관되는 것으로 간주될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면,

본 발명의 다른 측면에 따르면,

버퍼; 및

바람직하게, 상기 흐름-제어 메시지는 XOFF이다.

바람직하게, 상기 시스템은,

제 2 버퍼; 및

일 측면에 따르면,

버퍼에 대한 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계;

상기 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계;

바람직하게, 상기 흐름-제어 메시지는 XOFF이다.

바람직하게, 상기 방법은,

제 2 버퍼에 대하여 제 2 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계;

상기 제 2 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계;

바람직하게, 상기 방법은,

흐름 제어를 재설정하는 단계; 및

바람직하게, 상기 랜덤화 임계 값을 결정하는 상기 단계는,

상한 한계치를 설정하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 랜덤화 임계 값을 결정하는 상기 단계는,

하한 한계치를 설정하는 단계; 및

바람직하게, 상기 랜덤화 임계 값을 결정하는 상기 단계는,

랜덤 오프셋을 결정하는 단계; 및

설명과 함께, 지금부터 도면들에 예시된 바와 같은 실시예들의 상세한 설명에 대한 구체적인 참조가 이루어진다. 몇몇 실시예들이 이러한 도면들과 관련되어 기술되지만, 본 발명을 본 명세서에 기술된 실시예 또는 실시예들에 한정시키고자 하는 의도는 아니다. 이와 반대로, 모든 대안예들, 수정예들, 및 등가물들을 모두 포괄하려는 의도이다.

도 1은 랜덤화(randomized) 흐름-제어 임계를 갖는 버퍼의 일 실시예의 도면이다. 구체적으로, 도 1의 실시예는 버퍼(110), 결정적 임계(deterministic threshold)(XOFF_DETERMINISTIC)로서 라벨링되는 상한 임계(310), 랜덤화 오프셋(150)(XOFF_RAND_OFFSET), 및 XOFF_DETERMINISTIC(130)으로부터 XOFF_RAND_OFFSET(150)이 감산되어 얻어지는 하한 임계(140)를 보여준다. XOFF_DETERMINISTIC(130)은 현재 스위치들에서 종래의 XOFF 임계가 계산되는 것과 동일한 방식으로 얻어진다. 랜덤화 XOFF_RAND_OFFSET(150)은 의사-난수 생성기(pseudo-random number generator)를 사용하여 얻어질 수 있으며, 그 범위는 0으로부터 하나의 최대 송신 유닛(maximum transmission unit, MTU)까지 이다. 랜덤 컴포넌트는 처음에 진입 포트 및 우선순위마다 계산되고, 업로드된다. 그 후, 진입 포트 우선순위가 흐름 제어를 재설정할 때마다 새롭게-생성된 난수가 업로드된다. 따라서, 이러한 특정 실시예에 있어, 흐름 제어는 항상 새롭게-선택된 난수에 기초하여 설정된다. 도 1의 실시예에 있어, 추가적인 프레임들 또는 데이터(120)가 버퍼(110)에 진입함에 따라, 버퍼 사용량이 증가한다. 그리고, 버퍼 사용량이 하한 임계(140)를 초과하면, 스위치는 XOFF 메시지를 생성하고 이를 데이터 소스로 송신한다. 이러한 방식으로, 상이한 포트들 상의 흐름 제어 설정 이벤트들이 동기화되지 않는다. 또한, 오프셋이 한번 사용된 후, 각각의 진입 포트 및 포트 그룹에 대하여 랜덤하게 선택되기 때문에, 포트들 사이에 고정된 바이어스(bias)가 존재하지 않는다.

도 2는 상이한 랜덤화 흐름-제어 임계를 갖는 다른 실시예의 도면이다. 도 2의 실시예는 2개의 XOFF 임계들: XOFF_MIN(240) 및 XOFF_MAX(230)를 갖는 것에 기초한다. 흐름 제어 신호는 다음의 규칙들을 사용하여 진입 포트 및 우선순위의 버퍼 사용량에 기초하여 설정된다. 첫째, 버퍼 사용량이 XOFF_MIN(240) 미만인 경우, 흐름 제어가 설정되지 않는다. 다시 말해서, 버퍼(110) 내의 데이터(120)가 XOFF_MIN 미만일 때, 흐름-제어 메시지는 절대 송신되지 않는다. 둘째, 버퍼 사용량이 XOFF_MAX(230)를 초과하는 경우, 흐름 제어가 1의 확률(probability)로 설정된다. 달리 말하면, 버퍼(110) 내의 데이터(120)가 XOFF_MAX(230)를 초과할 때, 흐름 제어 메시지는 항상 송신된다. 마지막으로, 버퍼 사용량이 XOFF_MIN(240)과 XOFF_MAX(230) 사이의 임계(250)인 경우, 흐름 제어가 확률(일부 실시예들에 있어 고정된 확률일 수 있고, 반면 다른 실시예들에 있어 가변 확률일 수 있음)로 설정된다. 이와 같이, 각각의 버퍼(110)에 대하여 흐름-제어 메시지 송신의 트리거링(triggering)의 확률은 0에서부터 1까지의 범위이다.

비교해 보면, 도 2의 실시예는, 버퍼 사용량이 XOFF_MIN(240)과 XOFF_MAX(230) 사이에 있을 때, 모든 셀 도착(cell arrival)에 대하여 의사-난수를 생성한다. 그러나, 도 1의 실시예에 있어, 스위치는 모든 셀 도착에 대하여 XOFF_DETERMINISTIC(130)으로부터 XOFF_RAND_OFFSET(150)을 감산한다.

본 발명의 다양한 실시예들이 또한 방법들로서 여겨질 수도 있으며, 이에 대한 2개의 실시예들이 도 3 및 도 4를 참조하여 보여진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 방법의 일 실시예는 상한 한계치(upper limit)(XOFF_MAX)를 설정하는 단계(310)에서 시작하고, 또한 하한 한계치(lower limit)(XOFF_MIN)를 설정한다(320). 그 뒤 스위치는 XOFF_MIN과 XOFF_MAX 사이에 있는 랜덤 임계(XRAND)를 결정한다(330). 임계가 결정되면(330), 스위치는 버퍼 사용량을 모니터링하고(340), 버퍼 사용량이 XRAND를 초과하는지 여부를 결정한다(350). 버퍼 사용량이 XRAND를 초과하지 않는 한, 스위치는 패킷들이 버퍼로 들어오고 나감에 따른 버퍼 사용량을 계속해서 모니터링한다(340). 그러나, 버퍼 사용량이 XRAND를 초과하는 경우, 스위치는 흐름-제어 신호(XOFF)를 송신하고(360), 흐름 제어가 재설정될 때까지 대기한다(370). 흐름 제어가 재설정되면, 스위치는 다시 랜덤 임계를 결정하고(330), 버퍼 사용량을 모니터링한다(340).

도 4는 흐름-제어 신호를 송신하기 위한 방법의 다른 실시예를 나타내는 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예는 상한 한계치(XOFF_DETERMINISTIC)를 설정함으로써 시작하며(410), 랜덤 오프셋(XOFF_RAND_OFFSET)을 결정한다(420). 그 후, 버퍼 임계가 XOFF_DETERMINISTIC에서 XOFF_RAND_OFFSET을 감산한 값으로 설정된다(430). 스위치는 패킷들이 버퍼 내로 들어오고 버퍼로부터 나감에 따른 버퍼 사용량을 결정하고(440), 버퍼 사용량이 설정(430) 임계를 초과하는지 여부를 결정한다(450). 버퍼 사용량이 설정(430) 임계를 초과하지 않는 경우, 스위치는 버퍼 사용량의 모니터링을 계속한다(440). 버퍼 사용량이 설정(430) 임계를 초과할 때, 스위치는 흐름-제어 신호를 송신한다(460). 그 후, 스위치는 흐름 제어가 재설정될 때까지 대기하며(470), 이 시점에 스위치는 다시 새로운 랜덤 오프셋을 결정하고(420), 랜덤 오프셋에 기초하여 새로운 임계를 설정한다(430).

도 5는 도 1 및 도 2의 버퍼들 또는 도 3 및 도 4의 방법들을 이용할 수 있는 패킷-스위칭 아키텍처의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 패킷-스위칭 아키텍처는 네트워크(505)(예를 들어, 인터넷)에 동작적으로 연결된 과다한 컴포넌트들을 포함한다. 일부 실시예들에 있어, 아키텍처는 복수의 서버 랙(server rack)들(515, 535, 555)을 포함하며, 각각의 서버 랙은 서버들(510a....510n(집합적으로 510), 530a....530n(집합적으로 530), 550a....550n(집합적으로 550))의 뱅크(bank)를 갖는다. 각각의 서버 랙(515, 535, 555)은 각자의 랙-상단(top-of-the-rack, TOR) 스위치(520, 540, 560)에 동작적으로 연결되며, 랙-상단 스위치는 서버들(510, 530, 550)이 그들 각자의 TOR 스위치들(520, 540, 560)을 통해 데이터 패킷들을 송신 및 수신할 수 있도록 한다. TOR 스위치들(520, 540, 560)은, 차례로, 집선기(aggregator)들(520, 540)에 동작적으로 연결되며, 집선기들은 TOR 스위치들(520, 540, 560)이 집선기들(520, 540)을 통해 네트워크(505)에 액세스할 수 있도록 한다. 각각의 스위치는, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은, 하나 이상의 버퍼들을 포함한다.

각각의 TOR 스위치(520, 540, 560)가 집선기들(570, 580) 둘 다에 대한 액세스를 가지는 한, 하나의 서버(550a)로부터의 데이터 패킷들은 많은 상이한 우회 경로들을 통해 다른 서버(550n)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 데이터 패킷들은, 발원(originating) 서버(550a)로부터, 그것의 TOR 스위치(520)를 통해, 그 뒤 집선기들 중 하나의 집선기(570)를 통해, 다른 TOR 스위치(560)로 이동할 수 있으며, 최종적으로 종점 서버(550n)에 도착할 수 있다. 대안적으로, 데이터 패킷은 발원(originating) 서버(550a)로부터, 그것의 TOR 스위치(520)를 통해, 그 뒤 다른 집선기(580)를 통해, 다른 TOR 스위치(560)로 이동할 수 있으며, 종점 서버(550n)에 도착할 수 있다. 스위치들을 통한 데이터 트래픽이 거대할 수 있는 것으로 주어지면, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 버퍼들을 이용함으로써 달성될 수 있는 헤드룸의 감소는 상당히 클 수 있다.

당업자가 도 1 내지 도 4의 실시예들을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들은 무손실 스위치들을 위하여 요구되는 메모리를 감소시키기 위하여 공유화 헤드룸을 제공한다. 추가적으로, 개시된 실시예들은, 최악의 상황에 기초하지 않고, 흐름 제어 메시지를 송신하기 위한 평균 대기 시간에 기초하는 방식으로 헤드룸을 제공한다는 이점을 갖는다. 또한, 일부 실시예들에 대하여, 짧은 기간의 혼잡이 존재할 때 공유화 헤드룸이 완전히 찬 경우 흐름 제어 설정의 주파수를 감소시키기 위하여, 흐름 제어가 점증적으로 설정될 수 있다. 추가적으로, 제안된 메커니즘들은 간단하며, 하드웨어 구현을 잘 받아들인다. 또한, 설정되어야 하는 스위치의 새로운 속성들의 수가 한정적이며, 사용자들 및 소비자들에게 안내를 쉽게 제공한다.

랜덤화 임계는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 선호되는 실시예(들)에 있어, 랜덤화 임계는 당업계에서 널리 공지된 다음의 기술들 중 하나 또는 조합을 사용하여 하드웨어로 구현될 수 있다: 데이터 신호들에 대한 로직 기능(function)들을 구현하기 위한 로직 게이트들을 갖는 이산 로직 회로(들), 적절한 조합 로직 게이트들을 갖는 응용 특정 집적 회로(ASIC), 프로그램가능 게이트 어레이(들)(PGA), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA),등. 대안적인 실시예에 있어, 랜덤화 임계는 메모리에 저장되고, 적합한 명령 실행 시스템에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된다.

순서도 내의 임의의 프로세스 설명들 또는 블록들은 프로세스 내에서 특정 로직 기능들 또는 단계들을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능 명령들을 포함하는 코드의 부분 또는 모듈들, 세그먼트들을 나타내는 것으로 이해되어야 하며, 대안적인 구현예들은, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자들에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 연관된 기능성들에 기초하여, 대체로 동시적인 순서 또는 역순을 포함하는, 기능들이 도시되거나 또는 논의된 순서에서 벗어나 실행될 수 있는 본 발명의 선호되는 실시예의 범위 내에 포함된다.

예시적인 실시예들이 도시되고 기술되었다 하더라도, 기술된 바와 같은 본 발명에 대한 많은 변형예들, 수정예들, 또는 대안예들이 만들어질 수 있다는 것이 당업자들에게 명료하게 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상이한 실시예들의 복수의 병렬 구현예들이 흐름 제어(예를 들어, 큐들, 진입 포트들, 등)를 설정하는 상이한 엔터티들을 위하여 스위치 내에 존재할 수 있다. 또한, 다중의, 공유화 헤드룸이 스위치 내에서 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 하나의 공유화 헤드룸이 낮은-우선순위 트래픽에 대하여 사용될 수 있으며, 반면 다른 공유화 헤드룸은 높은-우선순위 트래픽에 대하여 사용될 수 있다. 따라서 이러한 모든 변형들, 수정들 및 대안들이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 여겨져야 한다.

Claims

패킷-스위칭 네트워크에서 패킷들을 수신하기 위한 스위치에 있어,
버퍼에 대하여 상한 값(upper value)(XOFF_MAX)을 설정하는 단계로서, 상기 XOFF_MAX는 흐름-제어 메시지(XOFF)의 송신을 항상 트리거(trigger)하는 버퍼 사용량(usage)을 나타내는, 단계;
버퍼에 대하여 하한 값(lower value)(XOFF_MIN)을 설정하는 단계로서, 상기 XOFF_MIN은 XOFF의 송신을 절대 트리거하지 않는 버퍼 사용량을 나타내는, 단계;
패킷 도착 시점에 랜덤 값(XRAND)을 결정하는 단계로서, 상기 랜덤 값은 상기 XOFF_MAX와 상기 XOFF_MIN 사이인, 단계;
상기 버퍼 사용량이 XRAND를 초과하는지 여부를 결정하기 위하여 상기 버퍼의 사용량(usage)을 모니터링하는 단계; 및
상기 버퍼 사용량이 XRAND를 초과할 때 흐름-제어 메시지(XOFF)를 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
버퍼; 및
상기 버퍼에 대한 랜덤화 임계 값(randomized threshold value)으로서, 상기 랜덤화 임계 값은 소스(source)로의 흐름-제어 메시지의 송신을 트리거하기 위한 것인, 상기 랜덤화 임계 값을 포함하는, 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 흐름-제어 메시지는 XOFF인, 시스템.
청구항 2에 있어서,
제 2 버퍼; 및
상기 제 2 버퍼에 대한 제 2 랜덤화 임계 값으로서, 상기 제 2 랜덤화 임계 값은 소스로의 제 2 흐름-제어 메시지를 트리거하기 위한 것인, 상기 제 2 랜덤화 임계 값을 더 포함하는, 시스템.
청구항 2에 있어서,
소스로의 흐름-제어 메시지의 송신을 트리거하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
청구항 2에 있어서,
상한 한계치(upper limit)를 더 포함하는, 시스템.
청구항 6에 있어서,
랜덤 오프셋(random offset)을 더 포함하며,
상기 랜덤화 임계는 상기 상한 한계치로부터 상기 랜덤 오프셋을 감산(subtract)함으로써 설정되는, 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 상한 한계치로부터 상기 랜덤 오프셋을 감산하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
청구항 6에 있어서,
하한 한계치(lower limit)를 더 포함하며,
상기 랜덤화 임계는 상기 하한 한계치와 상기 상한 한계치 사이에서 설정되는, 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 랜덤화 임계를 설정하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
청구항 2에 있어서,
공유화 헤드룸(shared headroom)을 더 포함하며,
상기 공유화 헤드룸은 버퍼를 포함하는, 시스템.
버퍼에 대한 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계;
상기 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계;
상기 모니터링된 버퍼 사용량이 상기 랜덤화 임계 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 모니터링된 버퍼 사용량이 상기 랜덤화 임계 값을 초과할 때 흐름-제어 메시지를 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 흐름-제어 메시지는 XOFF인, 방법.
청구항 12에 있어서,
제 2 버퍼에 대하여 제 2 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계;
상기 제 2 버퍼의 사용량을 모니터링하는 단계;
상기 제 2 버퍼의 상기 모니터링된 사용량이 상기 제 2 랜덤화 임계 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 제 2 버퍼의 상기 모니터링된 사용량이 상기 제 2 랜덤화 임계 값을 초과할 때 제 2 흐름-제어 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
청구항 12에 있어서,
흐름 제어를 재설정하는 단계; 및
상기 버퍼에 대하여 상이한 랜덤화 임계 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.