KR20000007582A - Device for managing cell transferred from asynchronous transfer mode by class - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A managing a cell that is transferred per class is provided to prevent the cell from delaying and losing when various traffics are congested. CONSTITUTION: A device(400) for managing the cell that is transferred from an asynchronous transfer mode switch has a comparing device(420) for a cell loss priority, a common buffer(430), an address controller(440) and an address buffer(450). The comparing device compares the transferred cell loss priority by searching the header of the cell transferred from a multiple unit(410) and the common buffer as a storing typed memory, stores the transferred cell in any empty place.

Description

비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 클래스별로 관리하는 장치Device that manages cells transmitted from asynchronous transfer mode switch by class

본 발명은 비동기전송모드 스위치에서 클래스별로 셀을 관리하는 장치에 관한 것으로, 특히 다양한 트래픽의 폭주시 셀의 지연과 손실을 동시에 고려한 클래스별로 전송된 셀을 관리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for managing a cell for each class in an asynchronous transmission mode switch, and more particularly, to an apparatus for managing a cell transmitted for each class considering the delay and loss of a cell simultaneously when congestion of various traffic.

통상적으로 비동기전송모드(Asynchronous Transfer Mode) 스위치에서는 셀 헤더내의 셀 손실 우선 순위(Cell Loss Priority) 비트를 이용하여 서로 다른 우선 순위를 갖는 트래픽을 처리한다.In general, an asynchronous transfer mode switch handles traffic having different priorities by using a cell loss priority bit in a cell header.

이러한 셀 손실 우선 순위 기법은 축출 기법, 부분 버퍼 고유 기법, 경로 분리 기법등으로서 버퍼를 억세스하기 위해 제한된 버퍼 사용에 대한 우선권과 망폭주시 이를 해결하기 위해 위반 셀이나 낮은 우선 순위 셀을 선택적으로 폐기시키는 것이다.These cell loss priority schemes are eviction schemes, partial buffer specific techniques, path separation schemes, etc., which prioritize limited buffer usage to access buffers and selectively discard violating cells or low priority cells to resolve them in the event of network congestion. It is to let.

이러한 손실 우선 순위 기법중에서 축출 기법은 도 1에 도시된 것과 같이 버퍼100이 완전히 채워질때까지 λH의 도착율을 가지는 높은 순위 셀과 λL의 도착율을 가지는 낮은 순위 셀 모두를 받아 들인다. 버퍼100이 다 채워진 후 도착하는 낮은 순위 셀은 폐기되며, 높은 순위 셀이 도착하면 버퍼100 내에 낮은 순위 셀이 있을 경우 낮은 순위 셀을 축출하고, 높은 순위 셀이 그 위치에 들어간다. 그러나, 축출 기법은 낮은 순위 셀이 없을 경우 높은 순위 셀까지 손실되는 문제점이 있다. 또한, 축출 기법은 주로 동일한 트랙픽내의 우선 순위 제어에 많이 사용되는 것으로서 버퍼를 완전히 공유할 수 있지만, 낮은 우선 순위 셀의 위치 파악이 요구되기 때문에 구현하기 어렵다. 게다가, 축출 기법은 처리 시간이 길고, 다양한 트래픽 제어에 부적합하며 트래픽 순서 보장이 어려워서 고속망인 비동기전송모드망에서는 부적합하다.Among these loss priority schemes, the eviction scheme accepts both high rank cells with a arrival rate of λ H and low rank cells with a arrival rate of λ L until the buffer 100 is completely filled, as shown in FIG. The low rank cells arriving after the buffer 100 is filled up are discarded. When the high rank cells arrive, the low rank cells are evicted when there are low rank cells in the buffer 100, and the high rank cells enter the position. However, the eviction technique has a problem in that even if there is no low rank cell, even the high rank cell is lost. In addition, the eviction technique is mainly used for priority control in the same traffic, and the buffer can be completely shared, but it is difficult to implement because the location of low priority cells is required. In addition, the eviction scheme is unsuitable for the asynchronous transmission mode network, which is a high speed network because of its long processing time, inadequate control of various traffics, and difficulty in guaranteeing traffic order.

한편, 부분 버퍼 공유 기법은 도 2에 도시된 것과 같이 버퍼210의 문턱값(TH1)까지는 λL의 도착율을 가지는 낮은 순위 셀과 λH의 도착율을 가지는 높은 순위 셀들이 버퍼200,210를 공유하다가 문턱값(TH1)을 넘어서면 높은 순위의 셀만을 받아들이고, 낮은 순위 셀은 폐기시키며 버퍼200,210이 완전히 채워지면 높은 순위 셀도 폐기되는 기법이다. 이러한 부분 버퍼 공유 기법은 축출 기법보다 효율은 떨어지지만 구현하기가 쉽고 하드웨어적으로 처리할 수 있어 비동기전송모드와 같은 고속 전송에 적합하다. 하지만, 이러한 부분 버퍼 공유 기법은 입력되는 낮은 순위와 높은 순위 셀의 조성 비율에 따라 문턱값을 변화시키지 못하므로 과도한 낮은 순위 셀의 손실이 일어나 망의 처리율을 저하시키면서 자원을 낭비하는 결과를 초래할뿐만 아니라 낮은 우선순위 트래픽으로부터의 과부하가 높은 우선순위 트래픽의 성능을 떨어뜨릴 수 있다는 문제점이 있다. 특히, 이러한 부분 버퍼 공유 기법은 낮은 순위 셀의 비율이 상대적으로 높을 경우에는 그 문제점이 더욱 심각하다.On the other hand, in the partial buffer sharing scheme, as shown in FIG. 2, the low ranking cells having the arrival rate of λ L and the high ranking cells having the arrival rate of λ H share the buffers 200 and 210 up to the threshold value TH1 of the buffer 210. If (TH1) is exceeded, only high-rank cells are accepted, low-rank cells are discarded, and high-rank cells are discarded when buffers 200 and 210 are completely filled. Although this partial buffer sharing scheme is less efficient than the eviction scheme, it is easy to implement and can be processed in hardware, which is suitable for high-speed transmission such as asynchronous transfer mode. However, this partial buffer sharing technique does not change the threshold value according to the composition ratio of the low rank and high rank cells input, resulting in excessive low rank cell loss, resulting in waste of resources while reducing network throughput. However, there is a problem that an overload from low priority traffic can degrade the performance of high priority traffic. In particular, this partial buffer sharing technique is more serious when the ratio of low rank cells is relatively high.

한편, 경로 분리 버퍼 기법은 도 3에 도시된 것과 같이 가상 경로를 분리하고 손실에 민감한 서비스와 덜 민감한 서비스 각각에 대해 버퍼300,310를 분리하여 처리하는 방법이다. 그러므로 한 트래픽 클래스의 성능은 다른 트래픽 클래스의 과부하에 의해 전혀 영향을 받지 않는다. 하지만, 이러한 경로 분리 버퍼 기법은 쉽게 수행되는 반면 비동기전송모드 통계적 다중화 이득을 충분히 활용할 수 없다는 것과 각 서비스 클래스에서 사용되지 않는 망자원의 낭비가 존재한다는 단점이 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the path separation buffer scheme separates virtual paths and separates and processes buffers 300 and 310 for loss-sensitive and less sensitive services. Therefore, the performance of one traffic class is not affected at all by the overload of the other traffic class. However, these path separation buffer schemes are easy to perform, but there are disadvantages in that they cannot fully utilize the asynchronous transmission mode statistical multiplexing gain and waste of network resources not used in each service class.

따라서, 본 발명의 목적은 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀의 다양한 트래픽에 대해서 서비스의 질을 만족하도록 하는 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for satisfying the quality of service for various traffics of a cell transmitted in an asynchronous transmission mode switch.

본 발명의 다른 목적은 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀의 다양한 트래픽에 대해 폭주 발생시 셀의 손실과 지연을 동시에 고려하는 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus that simultaneously considers cell loss and delay when congestion occurs for various traffic of a cell transmitted in an asynchronous transmission mode switch.

본 발명의 또다른 목적은 비동기전송모드 스위치에서 다양한 트래픽 발생시 전송되는 셀의 손실과 지연을 동시에 고려한 클래스별로 분류하여 셀을 관리하는 장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus for managing cells by classifying by class considering simultaneous loss and delay of cells transmitted when various traffic occurs in an asynchronous transmission mode switch.

본 발명의 또다른 목적은 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀의 다양한 트래픽에 대해 각 클래스별로 저장하여 대역에 따라 스케쥴링하는 장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus for scheduling according to a band by storing each class of various traffic of a cell transmitted in an asynchronous transmission mode switch.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀의 헤더로부터 우선 순위 비트를 비교하는 셀손실우선순위비교기와, 상기 전송되는 셀을 비어 있는 곳이라면 어느 곳이라든 저장하는 공통버퍼와, 상기 공통버퍼에 저장된 셀의 어드레스를 각 클래스별로 저장하는 어드레스버퍼와, 상기 전송되는 셀을 상기 공통버퍼에 비어있는 곳에 저장시키고 상기 공통버퍼에 저장된 셀의 어드레스를 상기 어드레스버퍼에 저장시키는 어드레스콘트롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a cell loss priority comparator that compares the priority bits from the header of the cell transmitted in the asynchronous transmission mode switch, and a common buffer for storing the transmitted cell anywhere An address buffer for storing the addresses of cells stored in the common buffer for each class, an address buffer for storing the transmitted cells in an empty place in the common buffer, and an address of the cells stored in the common buffer in the address buffer; It is characterized by consisting of a controller.

도 1은 종래 축출 기법에 따른 셀을 관리하는 방법을 나타내는 도면.1 is a diagram illustrating a method for managing a cell according to a conventional eviction technique.

도 2는 종래 부분 버퍼 공유 기법에 따른 전송 셀의 관리하는 방법을 나타내는 도면.2 is a diagram illustrating a method for managing a transport cell according to a conventional partial buffer sharing scheme.

도 3은 종래 경로 분리 기법에 따른 셀을 관리하는 방법을 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating a method for managing a cell according to a conventional path separation scheme.

도 4는 본 발명에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치의 구성도.4 is a block diagram of an apparatus for managing a cell transmitted in an asynchronous transmission mode switch according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 어드레스버퍼의 저장 상태를 나타내는 도면.5 is a view showing a storage state of an address buffer according to the present invention;

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치는 도 4에 도시된 것과 같이 다중화부410과 셀손실우선순위비교기420과 공통버퍼430과 어드레스콘트롤러440과 어드레스버퍼450과 순방향폭주표시기460를 구비한다.As shown in FIG. 4, the asynchronous transfer mode switch includes a multiplexer 410, a cell loss priority comparator 420, a common buffer 430, an address controller 440, an address buffer 450, and a forward congestion indicator 460.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치400은 셀손실우선순위비교기420과 공통버퍼430과 어드레스콘트롤러440과 어드레스버퍼450로 구성된다. 셀손실우선순위(Cell Loss Priority)비교기420은 다중화부410으로부터 전송되는 셀의 헤더를 검색하여 상기 전송된 셀의 손실 우선 순위를 비교한다. 공통버퍼430은 임의 저장방식 메모리로서 비어 있는 곳이라면 어느 곳이든 전송되는 셀을 저장한다. 어드레스콘트롤러440은 셀손실우선순위비교기420으로부터 전송되는 셀의 우선 순위에 따라 상기 전송된 셀을 공통버퍼430에 저장시키고, 공통버퍼430에 저장된 셀의 어드레스를 지연(delay)과 손실(loss)을 동시에 고려한 클래스별로 어드레스버퍼450에 저장한다. 즉, 어드레스저장부450은 셀저장부430에 저장된 셀의 어드레스를 도 5에 도시된 것과 같이 각 클래스별로 저장한다. 순방향폭주표시기(Explicit Forward Congestion Indication marker)460은 공통버퍼430으로부터 출력되는 셀의 폭주를 표시하고, 상기 전송되는 셀의 폭주시 셀의 전송률을 가변시키도록 한다.Referring to FIG. 4, an apparatus 400 for managing a cell transmitted in an asynchronous transmission mode switch according to the present invention includes a cell loss priority comparator 420, a common buffer 430, an address controller 440, and an address buffer 450. The cell loss priority comparator 420 searches a header of a cell transmitted from the multiplexer 410 and compares the loss priority of the transmitted cell. The common buffer 430 is a random storage type memory and stores a cell to be transmitted wherever it is empty. The address controller 440 stores the transmitted cells in the common buffer 430 according to the priority of the cells transmitted from the cell loss priority comparator 420, and delays and loses the addresses of the cells stored in the common buffer 430. Stored in the address buffer 450 for each class considered at the same time. That is, the address storage unit 450 stores the address of the cell stored in the cell storage unit 430 for each class as shown in FIG. 5. An Explicit Forward Congestion Indication marker 460 indicates congestion of a cell output from the common buffer 430 and allows the cell rate to be varied when congestion of the transmitted cell occurs.

본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치400은 상기 전송된 셀을 지연과 손실의 중요도에 따라 각 클래스로 나누어 입력된 최대값과 평균값을 이용해서 전체 대역폭에 대해서 환산한 값에 따라 동적으로 전송기회를 부여하고, 이를 통해서 스케쥴링(scheduling)한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치에서 상기 전송된 셀의 지연과 손실의 중요도에 따라 예를 들면, 다음과 같이 트래픽 서비스의 클래스를 나눌 수 있다. 비동기전송모드 스위치에서 트래픽 서비스의 클래스(Traffic Service Classes)는 씨비알(Constant Bit Rate: 이하 CBR이라고 함)과 알티-비비알(RT-Variable Bit Rate: 이하 RT-VBR이라고 함)과 엔알티-비비알(NRT-Variable Bit Rate: 이하 NRT-VBR이라고 함)과 에비알(Available Bit Rate: 이하 ABR이라고 함)과 유비알(Unspecified Bit Rate: 이하 UBR이라고 함)의 5가지 종류가 있다. 여기서 상기 CBR 트래픽은 오디오신호와 같이 일정한 속도로 서비스되는 트래픽이며, VBR은 비디오신호와 같이 가변 속도로 서비스되는 트래픽으로서 실시간(real time)으로 서비스되어야 한다. 또한, ABR 트래픽과 UBR 트래픽은 데이터 파일등을 전송하는 서비스로서 실시간으로 처리하지 않아도 되는 서비스이다. 비동기전송모드 스위치는 트래픽 종류들을 서비스하는 전체 대역(bandwidth)내에서 실시간으로 서비스되는 CBR 트래픽과 VBR 트래픽들이 차지하는 부분을 제외한 나머지 대역들을 ABR 트래픽 소스(traffic source)들에 균등하게 할당한다. 즉, 비동기전송모드 스위치는 전체 대역중에 CBR 트래픽과 VBR 트래픽들이 차지하는 부분을 제외한 나머지 대역들을 ABR 트래픽 소스(traffic source)들에 균등하게 할당하여 대역폭의 사용 효율성을 향상시킨다.The apparatus 400 for managing a cell transmitted in an asynchronous transmission mode switch according to an embodiment of the present invention divides the transmitted cell into classes according to the importance of delay and loss, and uses the maximum and average values inputted for the entire bandwidth. According to the converted value, the transmission opportunity is dynamically assigned and scheduled through this. In the asynchronous transmission mode switch according to the embodiment of the present invention, for example, the class of traffic service may be divided according to the importance of delay and loss of the transmitted cell. The traffic service classes in the Asynchronous Transfer Mode Switch are referred to as Constant Bit Rate (CBR), AL-Variable Bit Rate (RT-VBR) and NL- There are five types of BBs (NRT-Variable Bit Rate: NRT-VBR), EVB (Available Bit Rate: ABR) and UBI (Unspecified Bit Rate: UBR). Here, the CBR traffic is traffic that is serviced at a constant rate, such as an audio signal, and the VBR traffic is serviced at a variable rate, such as a video signal, and should be serviced in real time. In addition, ABR traffic and UBR traffic is a service for transmitting data files, etc., which do not need to be processed in real time. The asynchronous transfer mode switch equally allocates the remaining bands to the ABR traffic sources except for the portion occupied by CBR traffic and VBR traffic served in real time within the entire bandwidth serving the traffic types. That is, the asynchronous transmission mode switch improves bandwidth utilization by allocating remaining bands equally to ABR traffic sources except for the portion occupied by CBR traffic and VBR traffic.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치400은 공통버퍼430에 저장된 셀의 클래스별로 요구되는 처리 속도가 다르므로 각 클래스별로 적합한 전송기회를 부여하도록 스케쥴링한다.As such, since the processing speed required for each class of cells stored in the common buffer 430 is different, the apparatus 400 for managing cells transmitted in the asynchronous transmission mode switch according to an embodiment of the present invention is scheduled to give a suitable transmission opportunity for each class. do.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치400은 공통버퍼430에 저장된 셀의 클래스에 따라 동적으로 전송되면서 ABR 서비스의 CLR이 높을 경우 순방향폭주표시기460을 통해 셀 레벨에서 할 수 있는 순방향폭주표시비트를 세팅하여 전송률을 가변시킨다.In addition, the device 400 for managing the cell transmitted in the asynchronous transmission mode switch according to an embodiment of the present invention is dynamically transmitted according to the class of the cell stored in the common buffer 430, when the CLR of the ABR service is high through the forward congestion indicator 460 The bit rate is varied by setting the forward congestion indication bit at the cell level.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치400은 불법적인 셀이 전송될 때 공통버퍼430의 저장 용량에 따라 상기 전송된 불법적인 셀의 저장여부를 결정짓는다. 그러므로, 셀손실우선순위비교기420은 셀 헤더에 포함된 셀손실우선순위비트의 우선 순위를 점검하고, 이 비트에 대한 정보를 각 클래스별로 어드레스버퍼450에 저장한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치400은 공통버퍼430이 오버플로우될 때 공통버퍼430에 저장된 셀의 클래스별로 우선 순위가 낮은 셀을 먼저 폐기(discarding)한다.In addition, the apparatus 400 for managing a cell transmitted in the asynchronous transfer mode switch according to an embodiment of the present invention determines whether to store the transmitted illegal cell according to the storage capacity of the common buffer 430 when the illegal cell is transmitted. . Therefore, the cell loss priority comparator 420 checks the priority of the cell loss priority bit included in the cell header, and stores information about the bit in the address buffer 450 for each class. Therefore, the apparatus 400 for managing a cell transmitted in the asynchronous transfer mode switch according to an embodiment of the present invention first discards a cell having a lower priority for each class of cells stored in the common buffer 430 when the common buffer 430 overflows. )do.

상술한 바와 같이 본 발명은 비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀의 지연과 손실의 중요도에 따라 클래스별로 구분하여 셀을 저장하고 대역에 따라 제어가 가능한 스케쥴링을 사용하므로써 다양한 특성의 트래픽에 대해서 이들의 질을 만족시켜줄 수 있다.As described above, the present invention uses scheduling that stores cells and classifies them according to the band according to the importance of delay and loss of cells transmitted in the asynchronous transmission mode switch. Can satisfy.

Claims (4)

비동기전송모드 스위치에서 전송되는 셀을 관리하는 장치에 있어서,An apparatus for managing a cell transmitted from an asynchronous transfer mode switch, 전송되는 셀의 헤더를 검색하여 상기 전송된 셀의 손실 우선 순위를 비교하는 셀손실우선순위비교기와,A cell loss priority comparator for searching a header of a cell to compare the loss priority of the transmitted cell; 상기 전송되는 셀을 저장하는 제1버퍼와,A first buffer for storing the transmitted cell; 상기 제1버퍼에 저장된 셀의 어드레스를 저장하는 제2버퍼와,A second buffer for storing an address of a cell stored in the first buffer; 상기 셀손실우선순위비교기로부터 비교된 셀의 손실 우선 순위와 전송 속도의 중요도에 따라 각 클래스별로 구분하여 상기 전송되는 셀을 상기 제1버퍼에 저장시키고, 상기 제1버퍼에 저장된 셀의 어드레스를 각 클래스별로 상기 제2버퍼에 저장시키는 콘트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.The cell is classified into classes according to the loss priority of the cell compared with the cell loss priority comparator and the importance of the transmission speed, and the transmitted cells are stored in the first buffer, and the addresses of the cells stored in the first buffer are stored. Apparatus comprising a controller for storing in the second buffer for each class. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1버퍼에 저장된 셀의 각 클래스별로 요구되는 처리 속도에 따라 전송 기회를 부여하도록 스케쥴링하는 것을 특징으로 하는 장치.And schedule a transmission opportunity according to a processing rate required for each class of cells stored in the first buffer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1버퍼의 저장 용량을 초과하는 경우 셀의 전송 폭주를 나타내는 셀폭주표시기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.And a cell congestion indicator indicating a cell congestion congestion when the storage capacity of the first buffer is exceeded. 제1항에 있어서, 상기 제1버퍼는,The method of claim 1, wherein the first buffer, 임의 저장방식의 메모리로서 오버플로우일 때 상기 클래스별로 우선 순위에 따라 상기 저장된 셀을 폐기하는 것을 특징으로 하는 장치.The memory of any storage method, characterized in that for discarding the stored cells according to the priority of each class when overflow.
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