SE515178C2 - Förfaranden och anordningar för prioritering vid bufferthantering i paketnät - Google Patents

Description

40 5152178 Fyllnadsnivån anges alltså för paket av alla de olika cellförlustprioriteterna och inte speciellt för paket av varje enskilt slag där slaget ges av en kombination av cellförlustprioritet och fördröjningsprioritet.

Eftersom paketen lagras efter varandra i bufferten finns logiska köer anordnade, som är minneskretsar, vilka håller reda på var paketen finns, varvid paketen hör till olika klasser av paket. Dessa klasser avser den hastighet eller den prioritet, med vilken meddelanden skall sändas från bufferten. Köhanteringsenheten kan då t ex innehålla listor över adresser till paket med olika fördröjningsprioriteter.

Vid sändningen av meddelanden kan detta enligt ovan på enklaste sätt utföras, så att alltid paket med den högsta prioriteten sänds först, tills inte några paket av denna prioritet finns kvar i bufferten, sedan datapaket med den näst högsta prioriteten, etc. En möjlighet, när det finns två olika fördröjningsprioritetsklasser, är att anordna en viss minsta frekvens för sändning av meddelanden med en lägre fördröjningsprioritetsnivå. Detta kan utföras så att de logiska kretsar, vilka hanterar sändningen, ser till, att minst ett meddelande med den lägre fördröjningsprioriteten sänds under varje tidsintervall av en förut bestämd längd, om något sådant paket finns tillgängligt för sändning.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka - fig. l schematiskt visar ett nät för överföring av datapaket, - fig. 2 visar schematiskt en enkelriktad väljarenhet i ett sådant system, och - fig. 3 visar i blockform bufferthanteringen i en sådan väljarenhet.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I tig. 1 visas ett nät för översändande av paket från källterminaler 1 till destinationster- minaler 3. På vägen mellan källan och destinationen passerar datapaketen väljarstationer 5 med ett antal ingångar 7 och utgångar 9. I väljarenheterria 5 utförs på vanligt sätt en överfö- ring av ett datapaket eller meddelande till en vald utgång.

I fig. 2 visas schematiskt en väljarenhet 5. Denna innehåller förutom många andra funktioner kretsar för att överföra ett datapaket från en ingång 7 till en utgång 9, varvid utgången t ex på något sätt kan härledas ur information innehållen i datapaketet genom något slag av adress i detta. Innan datapaketet kan sändas vidare från enheten 7 lagras det i en utgångsbuffert 11 för varje utgång och hanteringen av datapaketet vid dess ankomst till ut- gångsbufferten 11 och vid dess sändning vidare från bufferten och alltså från hela väljarenhe- ten 5 sköts av särskilda kretsar.

Dessa kretsars närmare uppbyggnad och funktion framgår av tig. 3. På en ingångsled- ning 13 inkommer ett datapaket. Från paketet hämtas i blocket 15 information om den priori- tet, som datapaketet har vad gäller eventuell förlust. Denna information, t ex i fonn av en eller flera prioritetsbitar eller binära siffror, överförs till utrangeringslogik 17, vilken utför det logiska valet om paketet skall lagras eller eventuellt kastas bort. För att utföra detta be- stämmer utrangeringslogiken först vilken klass paketet tillhör när det gäller denna typ av prioritet. Klasstillhörigheten kan vara antingen explicit eller implicit. I det explicita fallet är s1s,17s förlustprioritetsklassen direkt angiven i paketet, t ex i ett headerfält i detta. En implicit angi- ven förlustprioritetsklass kan erhållas ur kunskapen om den kanal, till vilken paketet hör. Ett antal olika sådana prioritetsklasser kan finnas, t ex klass 1, klass 2 eller h med hysteres, klass 3, klass 4, ..., klass 9 och klass L. Den senare klassen har lägst prioritet vad gäller eventuell förlust vid lagringen i bufferten 11.

Till varje klass hör i allmänhet endast ett tröskelvärde såsom T 1, T3, T4, och TL.

För alla klasser utom klassen med hysteres gäller att tröskelvärdena anger en fyllnadsnivå i bufferten 11, över vilken meddelanden av respektive klass inte skall lagras i bufferten utan helt enkelt negligeras eller kastas bort. För den högsta prioritetsklassen 1 är givetvis tröskel- värdet T 1 lika med den högsta möjliga fyllnadsnivån i bufferten.

För meddelanden som tillhör hysteresklassen h är förfarandet vid utrangeringen något mer komplicerat. För denna klass finns två tröskelvärden Tbusy och Time, där Tbusy är större än Tidle. När datapaket med denna prioritetsklass mottas, lagras dessa i bufferten tills tröskel- värdet Tbusy är uppnått. Sedan lagras inte några mer paket tillhörande denna prioritetsklass förrän fyllnadsnivån i bufferten 11 understiger det undre tröskelvärdet Tidle.

Utrangeringslogiken 17 avläser också den aktuella fyllnadsnivån M i bufferten 11, dvs det totala antal datapaket, som just vid detta tillfälle finns lagrade i bufferten. Med hjälp av denna information avgör då utrangeringslogiken 17 om meddelandet skall lagras i bufferten och sänder i så fall ett meddelande härom till blocket 15, som då sänder informationen vidare till ett block 19.

De datapaket, som skall lagras i bufferten, avläses vidare i nästa block 19 och från paketet hämtas information om den fördröjningsprioritet, som är åsatt paketet. Det kan sålun- da finnas olika fördröjningsklasser 1, 2, 3, etc, grupperade i ordningsföljd, så att paket tillhö- rande fördröjningsklassen 1 skall åtnjuta minst fördröjning, paket tillhörande klassen 2 mer fördröjning, dvs sändas i andra hand, etc. Köplaceringslogiken 21 registrerar sålunda paketets fördröjningsprioritetsnummer och placerar vidare adressen till detta datapaket i bufferten i adresslistor i ett köminne 23. Ett antal logiska köer bildas härigenom, medan datapaketen i bufferten 11 faktiskt är lagrade i godtycklig ordning. För att få tillgång till den adress, vid vilken det aktuella paketet lagras, hämtas till köplaceringslogiken t ex uppgift om adressen till en ledig plats i bufferten från en speciell lista anordnad inorn köminnet 23.

Paket sänds med en viss frekvens ut från bufferten och för att hantera i vilken ordnings- följd datapaketen skall sändas, finns sändningslogik 25. Sändningslogiken 25 avgör sålunda från vilken logisk kö nästa datapaket skall sändas. Detta gör sändningslogiken genom att på enklaste sätt kontrollera, om något paket finns i kön 1 eller Ql med högst fördröjningspriori- tet och om något sådant element finns skall detta sändas. Om inte något sådant element finns kontrolleras om kön Qz innehåller något datapaket som skall sändas. Om något sådant datapa- ket finns sänds detta och om inte något finns, kontrolleras på samma sätt kön Q3, etc.

När sändningslogiken 25 har bestämt, vilket paket som skall sändas, eller rättare sagt från vilken kö detta skall hämtas, hämtas motsvarande adress från denna kö och antalet paket 40 i denna kö minskas med 1. Sändningslogiken överför sedan adressen till detta datapaket, som 5154178 skall sändas, till ett block 27, som sänder adressen till bufferten 11. Motsvarande datapaket hämtas från bufferten och skickas till en sändningsenhet 29, från vilket datapaket utsänds.

Från sändningsenheten 29 sänds på detta sätt datapaket med regelbundna tidsintervall At ut på utgångsledningen 9.

När paketet hämtas från bufferten, minskas vidare fyllnadsnivån M med 1 och adressen till paketet tas bort från aktuell kö och skrivs in i listan över adresser till lediga platser i bufferten.

De i samband med tig. 3 illustrerade förfaringssätten skall också förklaras med hjälp av en pseudokodbeskrivning. Med hjälp av pseudokoden kan förfarandena lätt realiseras med hjälp av maskinvara eller programvara. I pseudokodbeskrivningen antas att antalet prioritets- nivåer eller prioritetsklasser vad gäller förlusten av paket är L och att antalet fördröjningspri- oritetsnivåer, fördröjningsprioritetsklasser eller logiska köer är D.

Förfaringssätten kan indelas i olika processer, som exekveras parallellt i processorn.

Utrangeringslogiken 17 motsvaras av en process Discard_Logic och demia hanterar alltså prioriteringen vid eventuell förlust av datapaketet. Fyllnadsnivån M motsvaras av en variabel Queue_Length. CLP betecknar den information om förlustprioritetsklass som hämtas på expli- cit eller implicit väg från det mottagna datapaketet.

Process Discard_Logic begin repeat await(arrival of cell) case of CLP = L then begin if Queue_Length > TL then "Discard the received cell" else "Buffer the received cell" Queue_Length := Queue_Length + 1 end; case of CLP = 3 then begin if Queue Length > T3 then "Discard the received cell" else "Buffer the received cell" Queue_Length := Queue_Length + 1 5155178 end; case of CLP = 2 then :Hysteres begin if State = Busy then if Queue Length < Tldle then "Buffer the received cell" Queue_Length := Queue_Length + 1 else "Discard the received cell" io else if State = Idle then if Queue_Length > Tßusy then "Discard the received cell" else is "Buffer the received cell" Queue_Length := Queue_Length + 1 end; case of CLP = 1 then :Högsta förlustprioritet begin zo if Queue_Length > TI then :TI = M "Discard the received cell" else "Buffer the received cell" Queue_Length := Queue_Length + 1 zs end; if Queue_Length > TBuSy then State := Busy forever end; Vidare finns en process Receive, som utför köplaceringslogiken 21. DP betecknar här informationen om paketets fördröjningsklass.

Process Receive begin repeat ss await(Request of Buffering of cell from Discard_Logic) "write cell into Buffer_Element" case DP = 1 then "link Buffer_Element to Queuel" 51% 178 case DP = 2 then "link Buffer_Element to Queue2" case DP = D then "link Buffer_Element to QueueD" forever end; w Processen Scanl motsvarar den ovan beskrivna sändningslogiken 25 och den sänder ett paket med tidsintervallet At, som alltså är transmissionstiden för en cell eller ett paket. Pseu- dokoden för demla är: Process Scanl begin repeat wait (Timeinterval At) if Queue 1 not empty then "Send cell from queue 1 " else if Queue2 not empty then zo "Send cell from queue 2" else if QueueD not empty then zs "Send cell from queue D" forever end; Processen Drain_Queue minskar fyllnadsnivån M i processerna betecknad Queue_Length med ett efter varje förutbestämt tidsintervall At. ao Process Drain_Queue begin repeat wait (Timeinterval At) if Queue_Length > 0 then ss Queue_Length := Queue_Length - 1 if Queue Length < Tldle then end; 511178 State : = Idle forever Vidare finns ett alternativ till den ovan beskrivna sändningslogiken och för denna finns s en process Scan2, vilken visas när enbart två logiska köer Ql och Qz finns för datapaketen.

Process Scan2 begin end; minst ~ Detta vallet repeat wait (Timeinterval At) if Interval > T then Interval := O if Queue2 not empty then "send cell from Queue2" else if Queuel not empty then "send cell from Queue1" else if Queuel not empty then "send cell from Queue1" Interval := Interval + Increment else Interval := 0 if Queue2 not empty then "send cell from Queue2" forever Vid detta förfarande Scan2 tillses, att inom varje tidsintervall med längden T sänds ett element från den lâgprioriterade kön Qz, om något element här finns tillgängligt. tillgår så att vid varje sändningstillfälle kontrollerar sändningslogiken 25 om tidsinter- Interval sedan ett paket från kön Qz senast sändes är större än T och om detta är sant ao och kön Q2 inte är tom, sänds ett paket från denna lägre prioriterade kö. I annat fall sänds paket från den högre prioriterade kön Ql. Om däremot tidsintervallet Interval inte är större än T, sänds paket från kön med högst prioritet och intervallet Interval räknas upp med en lämp- ligt storhet. Om kön Ql i detta senare fall är tom, sätts Interval till O och kön QZ betjänas.

Claims (9)

10 20 25 30 35 51; 178 PATENTKRAV

1. Förfarande för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken paketen lagras innan de sänds vidare, särskilt i en väljaranordning, - varvid varje paket tillhör en bestämd förlustprioritetsklass och minst två förlustprioritetsklas- ser finns anordnade och - varje paket också tillhör en bestämd fördröjningsprioritetsklass och minst två fördröjnings- prioritetsklasser finns anordnade och fördröjningsprioritetsklassema är avsedda att ge olika fördröjning av paketen tillhörande dessa klasser, så att längre fördröjningar är tilllåtna för paket tillhörande fördröjningsprioritetsklasser med lägre fördröjnjngsprioritet, - varvid för varje inkommet paket a) bestäms paketets förlustprioritetsklass, b) bestäms om det aktuella totala antalet i bufferten lagrade paket är mindre än ett tröskelvär- de förknippat med paketets förlustprioritetsklass, c) om bestämningen under b) ger svaret ja, lagras paketet i bufferten och i annat fall lagras det inte och får gå förlorat, kännetecknat av - att för varje inkommet paket bestäms också paketets fördröjningsprioritetsklass och - att vid sändning av paket från bufferten väljs paket tillhörande en högre fördröjningspriori- tetsklass före paket tillhörande en lägre fördröjningsprioritetsklass.

2. Förfarande för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken paketen lagras innan de sänds vidare, särskilt i en väljaranordning, - varvid varje paket tillhör en bestämd förlustprioritetsklass och minst två förlustprioritetsklas- ser finns anordnade och - varje paket också tillhör en bestämd fördröjningsprioritetsklass och minst två fördröjnings- prioritetsklasser finns anordnade och fördröjningsprioritetsklasserna är avsedda att ge olika fördröjning av paketen tillhörande dessa klasser, så att längre fördröjningar är tilllåtna för paket tillhörande fördröjningsprioritetsklasser med lägre fördröjningsprioritet, - varvid för varje inkommet paket a) bestäms paketets förlustprioritetsklass, b) bestäms om det aktuella totala antalet i bufferten lagrade paket är mindre än ett tröskelvär- de förknippat med paketets förlustprioritetsklass, c) om bestämningen under b) ger svaret ja, lagras paketet i bufferten och i annat fall lagras det inte och får gå förlorat, kännetecknat av - att för varje inkommet paket bestäms också paketets fördröjningsprioritetsklass och - att vid sändning av paket från bufferten väljs paket tillhörande en högre fördröjningspriori- tetsklass före paket tillhörande en lägre fördröjningsprioritetsklass med det ytterligare villko- ret att till varje lägre fördröjningsprioritetsklass hör tidsintervall med förutbestämda längder, så att i stället för ett paket ur en högre fördröjningsprioritetsklass väljs ett paket ur en lägre 40 fördröjningsprioritetsklass om något paket ur den lägre fördröjningsprioritetsklassen inte har 15 20 25 30 35 515m 178 sänts under tidsintervallet med den förutbestämda längden som tillhör dess fördröjningspriori- tetsklass och om ett sådant paket finns tillgängligt.

3. Anordning för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken paketen lagras innan de sänds vidare, särskilt i en väljaranordning, - varvid varje paket tillhör en bestämd förlustprioritetsklass, minst två förlustprioritetsklasser finns anordnade och till varje förlustprioritetsklass hör ett tröskelvärde och - varje paket också tillhör en bestämd fördröjningsprioritetsklass och minst två fördröjnings- prioritetsklasser finns anordnade, där fördröjningsprioritetsklasserna är avsedda att medge olika fördröjning av paketen tillhörande dessa klasser, så att längre fördröjningar är tillåtna för paket tillhörande lägre fördröjningsprioritetsklasser, - varvid anordningen innefattar - - en ingång, på vilken paketen inkommer, - - ett minne eller buffert, - en utgång, på vilken paketen sänds vidare, - - en logikenhet för avgörande av vilka paket som skall lagras i bufferten, innefattande a) organ för bestämning av ett inkommet pakets förlustprioritetsklass, b) organ för bestärrming av om det aktuella totala antalet i bufferten lagrade paket är mindre än det tröskelvärde, som hör till det inkomna paketets förlustprioritetsklass, och för att i det fall att detta villkor är uppfyllt, sända en signal härom till c) organ för att lagra det inkomna paketet i bufferten, kännetecknad av att logikenheten också innefattar d) organ för att varje inkommet paket också bestämma paketets fördröjningsprioritetsklass och - att ytterligare en logikenhet finns anordnad för avgörande av vilket paket som skall sändas från bufferten, innefattande - organ för att välja paket tillhörande en högre fördröjningsprioritetsklass före paket tillhöran- de en lägre fördröjningsprioritetsklass och för att översända ett valt paket till utgången för sändning.

4. Anordning för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken paketen lagras imian de sänds vidare, särskilt i en väljaranordning, - varvid varje paket tillhör en bestämd förlustprioritetsklass, minst två förlustprioritetsklasser finns anordnade och till varje förlustprioritetsklass hör ett tröskelvärde och - varje paket också tillhör en bestämd fördröjningsprioritetsklass och minst två fördröjnings- prioritetsklasser finns anordnade, där fördröjningsprioritetsklassema är avsedda att medge olika fördröjning av paketen tillhörande dessa klasser, så att längre fördröjningar är tillåtna för paket tillhörande lägre fördröjningsprioritetsklasser, - varvid anordningen innefattar - en ingång, på vilken paketen inkommer, - ett minne eller buffert, - en utgång, på vilken paketen sänds vidare, 4o - - en logikenhet för avgörande av vilka paket som skall lagras i bufferten, innefattande 15 20 25 30 35 40 1 LU a) organ för bestämning av ett inkommet pakets förlustprioritetsklass, b) organ för bestämning av om det aktuella totala antalet i bufferten lagrade paket är mindre än det tröskelvärde, som hör till det inkomna paketets förlustprioritetsklass, och för att i det fall att detta villkor är uppfyllt, sända en signal härom till c) organ för att lagra det inkomna paketet i bufferten, kännetecknad av att logikenheten också innefattar d) organ för att varje inkommet paket också bestämma paketets fördröjningsprioritetsklass och - att ytterligare en logikenhet finns anordnad för avgörande av vilket paket som skall sändas från bufferten, innefattande - - organ för att välja paket tillhörande en högre fördröjningsprioritetsklass före paket till- hörande en lägre fördröjningsprioritetsklass med det ytterligare villkoret att till varje lägre fördröjningsprioritetsklass hör tidsintervall med förutbestämda längder, så att i stället för ett paket ur en högre fördröjningsprioritetsklass väljs ett paket ur en lägre fördröjningspriori- tetsklass om något paket ur den lägre fördröjningsprioritetsklassen inte har sänts under tidsin- tervallet med den förutbestämda längden som tillhör dess fördröjningsprioritetsklass och om ett sådant paket finns tillgängligt, och - organ för att överföra ett valt paket till utgången för sändning.

5. Förfarande för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken datapaketen lagras innan de sänds vidare, varvid varje paket tillhör en bestämd av minst två fördröjningsprioritetsklas- ser, kännetecknat av vid sändning av paket från bufferten väljs paket tillhörande en högre fördröjningsprioritetsklass före paket tilllhörande en lägre fördröjningsprioritetsklass med det ytterligare villkoret att till varje lägre fördröjningsprioritetsklass hör tidsintervall med förutbe- stämda längder, så att i stället för ett paket ur en högre fördröjningsprioritetsklass väljs ett pa- ket ur en lägre fördröjningsprioritetsklass om något paket ur den lägre fördröjningsprioritets- klassen inte har sänts under tidsintervallet med den förutbestämda längden som tillhör dess fördröjningsprioritetsklass och om ett sådant paket finns tillgängligt.

6. Anordning för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken paketen lagras innan de sänds vidare, varvid varje paket tillhör en bestämd av minst två fördröjningsprioritetsklasser, innefattande - en ingång, på vilken paketen inkommer, - ett minne eller buffert, - en utgång, på vilken paketen sänds vidare från bufferten, kännetecknad av en logisk enhet för avgörande av vilket paket, som står i tur att sän- das från bufferten, innefattande - organ för att välja paket tillhörande en högre fördröjningsprioritetsklass före paket tillhöran- de en lägre fördröjningsprioritetsklass med det ytterligare villkoret att till varje lägre fördröj- ningsprioritetsklass hör tidsintervall med förutbestämda längder, så att i stället för ett paket ur en högre fördröjningsprioritetsklass väljs ett paket ur en lägre fördröjnings-prioritetsklass om något paket ur den lägre fördröjningsprioritetsklassen inte har sänts under tidsintervallet med den förutbestämda längden som tillhör dess fördröjningsprioritetsklass och om ett sådant paket 5 15 20 25 515178 11 11 finns tillgängligt, och - organ för att överföra det valda datapaketet till utgången för sändning.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av minnesorgan tillhörande varje fördröj- ningsprioritetsklass för lagring av adresser till de datapaket, som tillhör denna fördröjnings- prioritetsklass och som är lagrade i bufferten.

8. Anordning för att i ett paketnät hantera en buffert, i vilken paketen lagras innan de sänds vidare, varvid varje paket tillhör en bestämd av minst två fördröjningsprioritetsklasser, innefattande - en ingång, på vilken paketen inkommer, - ett minne eller buffert, - en utgång, på vilken paketen sänds vidare från bufferten, kännetecknad av en logisk enhet för avgörande av vilket paket, som står i tur att sän- das från bufferten, innefattande - organ för att välja paket tillhörande en högre fördröjningsprioritetsklass före paket tillhöran- de en lägre fördröjningsprioritetsklass med hjälp av listor lagrade i minnesorgan för varje fördröjningsprioritetsklass, vilka listor var och en upptar adresser till de datapaket, som till- hör denna fördröjningsprioritetsklass och som är lagrade i bufferten, och - organ för att överföra ett valt datapaketet till utgången för sändning.

9. Anordning enligt något av krav 7 - 8, kännetecknad av köplaceringsorgan, som är anordnade att för inkomna datapaket, vilka lagras i bufferten, lagra adresserna till dessa datapaket i motsvarande minnesorgan tillhörande den fördröjningsprioritetsklass, till vilken varje datapaket hör, och att vidare placera adresserna till lagrade datapaket tillhörande en för- dröjningsprioritetsklass i en bestämd ordningsföljd i minnesorganet tillhörande denna fördröj- ningsprioritetsklass. lO. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att köplaceringsorganen är anordnade att vid placering av adresserna använda en ordningsföljd, vilken motsvarar den tidsföljd, i vilken datapaketen med dessa adresser har inkommit.