KR910003240B1 - 데이타 패킷 표시방법 및 그 장치 - Google Patents

데이타 패킷 표시방법 및 그 장치 Download PDF

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내용 없음.

Description

데이타 패킷 표시방법 및 그 장치
제1도는 음성/데이타/비데오 단말기를 상호 연결하고 회로망에서 혼잡을 제어하도록 배열된 패킷 스위칭 회로망도.
제2도는 고객의 전송율을 모니터링하여 이 고객의 패킷을 표시하도록 배열된 회로의 블록선도.
제3도는 고객의 전송율을 모니터링하여 전송율이 초과될때 고객의 패킷을 표시하는 알고리즘의 흐름도.
제4도는 고객의 전송율을 모니터링 하는데 사용된 카운터를 주기적으로 조정하고 고객의 선택된 전송율에 관계하는 동적 임계치를 정하는 알고리즘의 흐름도.
제5도는 고객으로부터의 패킷 순차에 대해 제3 및 4도에서 도시된 알고리즘의 작용에 대한 그래프도.
제6도는 회로망내에 표시된 패킷을 누락하도록 배열된 회로의 블록선도.
제7도는 회로망내의 혼잡을 맞게 되는 표시된 패킷을 드롭핑하는 알고리즘의 흐름도.
제8도는 고객의 전송율을 모니터링하며 전송율이 초과될때 고객의 패킷을 표시하는 다른 알고리즘의 흐름도.
제9도는 고객으로부터의 패킷 순차에 대하여 제4 및 8도에서 도시된 알고리즘의 작용에 대한 그래프도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 회로망 28 : 패킷 멀티플렉서
53 : 패킷 수락 논리 회로 63 : 디멀티플렉서
92 : 출력 버퍼
본 발명은 초과율로 정보를 전달하는 고객에 의해 유발된 스위치 노드 및 링크 혼잡을 제어하도록 배열된 패킷 스위칭 시스템에 관한 것이다.
패킷 통신은 스위칭 회로망의 전송단에서 정보를 데이타의 분리 버스트 또는 패킷으로 삽입하도록 디스어셈블링 하며 회로망의 수신단에서 데이타 패킷으로부터 동일 정보를 제어셈블링 하는 기술을 포함한다. 이러한 기술에 의한 통신은 특히 공통 반송 또는 시분할 스위칭 시스텡에 특히 유용한데, 이것은 패킷 전송시 요구되는 통신 경로 또는 회로가 각 패킷이 회로망을 통해 전향되는 동안만 필요하므로 간섭주기동안은 다른 유저에게도 이용 가능하기 때문이다.
패킷 스위칭은 다른 특징을 제공한다. 즉 여러 방면의 응용, 예를 들어, 상호 작용 데이타, 벌크 데이타, 신호 표시, 패킷화된 음성, 이메지 등등에 통합된 정보 전송 서비스를 제공하는 기능이다. 특정 적용에 최적인 특정화된 회로망을 설계하는 것 대신에, 회로망에서 동일 코넥션에 대하여 동시에 많은 서비스가 동작될 수 있다. 여러가지의 유저 정보는 패킷으로 전환되며, 회로망은 이들 패킷을 유저간에서 전달한다. 최종 유저는 고정된 율의 코넥션으로 제한되지 않는다. 대신에, 회로망 코넥션은 최종 유저의 특정 요구에 적합하다. 더우기, 광범위의 서비스에 적용가능한 일정한 유저 회로망 인터페이스를 참조하는 것이 가능하다. 다른 적용은 회로망으로부터 서로다른 서비스 등급을 요구할 수 있다. 예를 들어, 패킷화된 음성 전송은 진행 대화의 관련 패킷의 전달시에 매우 엄격한 지연 요구 조건을 갖는다.
회로망 자원의 효율적인 이용은 시분할 원리에 의해 동일 코넥션에 대해 다수의 유저의 패킷화된 전송을 허용함으로써 얻을 수 있다. 따라서 한 유저의 패킷은 다른 유저의 패킷과 산재된다.
이러한 패킷 회로망에서 공유될 수 있는 자원 또는 시설 소자는(링크 용량의 측정이 바이트/sec로 한정된) 전송 링크 대역폭, 처리기 실시간(즉, 패킷을 처리하는데 즉시 유용한 시간), 포트 또는 링크 데이타 또는 패킷 버퍼를 포함한다. 다중 노드 회로망에 있어서, 각 노드 또는 패킷 스위치는 유저의 단말기 장비 또는 다른 노드로 확장되는 경로를 종단시키는 이러한 많은 포트 또는 링크에 적합하다. 각 노드는 노드를 통해 패킷의 루팅 및 처리를 제어하는 하나이상의 처리기를 포함할 수 있다. 노드에는 통상 이러한 루팅이나 출력 링크를 대기하는동안 패킷을 기억하는 다수의 버퍼가 설비되어 있다. 노드간 또는 유저로 확장하는 각 라인은 통상 다른 단말기 장비간에는 다수의 동시 호출을 서브한다. 회로망을 통과하는 각 패킷은 각 노드에서 일정량의 처리기 실시간을 소비하고, (패킷 크기에 비례하는) 일정량의 링크 용량을 저감시켜 처리되는동안 버퍼를 점유한다. 회로망이 적합될 수 있는 단위시간당 최대수의 패킷이 존재한다. 이러한 "용량"의 개념은 회로망내에 제공된 상술된 모든 자원뿐만 아니라 유저에 의해 발생된 특정 트래픽 믹스(mix)에 관해서도 좌우된다.
패킷 스위칭 시스템에서의 한 문제점은 다수의 유저가 동시에 회로망을 이용하려고 시도할때 발생된다. 이것은 패킷을 루팅하는 많은 경로 또는 회로의 형성 및 통신시설의 혼잡을 일으킨다. 시설의 혼잡은 특정 시간 주기동안 시설로 조정될 수 있는 것보다 많은 작업이 발생하는 것이다. 혼잡은 혼잡이 조정되지 않으면 회로망을 통해 분산시키려고 한다고 알려져 있다. 즉, 다른 서비스형으로 인해 예기치 못한 트래픽 과부하로부터 각 서비스형(예를 들어, 음성)에 대해 예기된 성능 레벨을 보호하는 흐름/혼합 제어 기구를 갖는 것이 바람직하다. 과부하로부터의 보호는 키(key) 회로망 자원의 할당을 통해 제공될 수 있다. 키 자원이 트래픽으로 과부하되는 경우에 있어서, 시스템의 전체 성능을 가능한한 당아하게 저하되는 것이 바람직하다. 키 자원의 이용을 제어하는 것은 정상 부하 상태하에서 보다 과부하 상태하에서 다른 목적을 필요로 할 수 있다.
패킷 혼잡의 주요 영역은 각 노드에서 특히 버퍼가 입력 패킷을 기억하는데 이용되지 않기 시작하는 경우 버퍼 또는 큐에 있다. 그럼에도 불구하고 버퍼의 필요조건은 처리기 실시간 및 링크 대역폭의 이용에 밀접하게 관련된다. 처리기의 실시간이 소비되거나 또는 링크 대역폭이 패킷 트래픽을 조정하기에 충분치 않을 때 스위칭 노드에서 큐는 긴 지연을 유발시키는 것을 설정할 것이다. 최종으로 패킷 버퍼는 소모되어 패킷의 누락이 일어난다. 다수의 흐름 제어 절차, 예를 들어, 엔드-투-엔드 윈도윙이 발생되어 혼잡을 제어하는데 상업상 이용된다.
흐름 제어를 위한 종래의 엔드-투-엔드 윈도윙 기구는 회로망 동작이 순전히 회로망 주변으로부터 고려될때 유리하다. 각 기구는 자체간에서 동시에 설정된 다수의 논리 채널 및 여러 다른 기구를 가질 수 있다. 이들 논리 채널 각각에 있어서, 주어진 기구는 회로망에서 현저한 비승인된 W 패킷을 갖도록 허용된다. 예를 들어, 기구는 초기에 W 패킷을 희망하는 것만큼 신속하게 회로내로 전송할 수 있으나, 이후에는 보다 많은 패킷을 전송할 수 있기 전에 두드러진 이들 패킷중 적어도 한 패킷에 대하여 수신지 기구로부터 승인을 받을 때까지 대기해야만 해야 한다.
이러한 기구는 매우 바람직한 여러 특성을 갖는다. 승인된 다수의 비트가 참조되는 W 패킷의 다수의 비트와 비교하여 매우 적게 구성될 수 있으므로 흐름 제어 기구로 유발되는 링크 대역폭의 낭비는 매우 적다. 증가된 라운드-트립 지연이 승인 및 따라서 트래픽 소스를 감속시키므로 심한 부하 상태하에서는 자동적으로 전송이 트로틀링(throttling) 된다.
또한 엔드-투-엔드 윈도우 흐름 제어에 있어서는 단점이 존재한다. 기구는 협정 윈도우 크기를 고수하는 최종 유저에 의지된다. 이 윈도우 크기를 일방적으로 증가시킴으로써, 남용하는 유저는 만족할만한 성능을 얻지만 다른 유저에 대한 성능은 저하시킨다. 비록 모든 유저들이 그들의 특정화된 엔드-투-엔드 윈도우 크기에 따르더라도, 여러 부하 상태에 대해 적합한 윈도우 크기를 정하는 것은 매우 어렵다. 일반적으로, 윈도우 크기 W는 회로망에 약간의 부하가 걸릴때 인터럽트 되지 않은 전송을 허용하기에 충분히 크게 선택되지만, 과부하 상태하에서는 패킷 스위치내에 허용할 수 없는 대량의 버퍼 기억을 필요로 할 수 있다. 최종 유저가 회로망 혼잡에 의거된 이들의 윈도우 크기를 적합하게 조정하는 것이 가능하지만, 이것 단독으로는 반드시 공평한 혼잡 제어를 제공하는 것은 아니다.
엔드-투-엔드 윈도윙 기구에 의거되는 다른 단점은 모든 협정 유저 적용이 윈도우 의거된 엔드-투-엔드 제어에 종속되지 않는다는 것이다. 예를 들어, 임의 윈도우-의거된 프로토콜, 예를 들어, LAPD에 내장된 비번호화된 정조(UI) 전송으로 최종 유저가 어떤 윈도윙 제한 없이 패킷의 전송을 허용한다. 다른 예에서는 엔드-투-엔드 윈도윙가 적용되지 않는 경우 패킷화된 음성 또는 패킷화된 음성 대역 데이타 적용이다.
통합된 음성/데이타 패킷 회로망에 있어서 흐름/혼잡을 제어하기 위한 적당한 방법으로 코넥션에 대역폭을 할당하고 필요로 되는 대역폭이 이용될때만 새로운 코넥션을 만드는 것이다.
이것은 회로망이 이들의 대역폭 요구를 선택하고 이들의 전송의 버스티니스를 표시하기 위해서는 유저에게 기구를 제공해야만 한다는 것을 의미한다.
대역폭 할당의 키부는 필요로 되는 대역폭을 선택 및 상세화하여 유저를 이들 선택에 제한시키는데 사용된 기구이다. 아마도 가장 간단한 방법은 소위 "새기 쉬운 물통(leaky bucket)" 방법일 것이다. 코넥션에 전송하는 각 유저 단말기에 연관된 카운터의 계수는 유처가 패킷을 전송할때마다 증가하며 주기적으로 감소된다. 유저는 계수가 감소되는 율(이것은 평균 대역폭을 결정한다) 및 임계치(숫자는 버스티니스를 표시)를 선택한다. 만일 계수가 증가됨에 의해 임계치를 초과하면, 회로망은 이 패킷을 버린다.
이러한 "새기 쉬운 물통" 대역폭 할당 제안에 따른 문제점이 존재한다. 중요한 문제는 제어가 본질상 개방 루프인 것이라는 사실이다. 유저의 패킷은 일단 임계치가 회로망이 패킷을 조정할때라도 초과되면 누락될 것이다. 유저 데이타의 불필요한 트로톨링은 나중에 회로망 혼잡에 기여하는 긴 주기동안 정보 전송을 유지할 수 있다. 다른 문제는 제한 회로망 자원이 링크 대역폭보다 오히려 처리기의 실시간일 수 있다는 것이다.
이들 및 다른 문제는 패킷 스위칭 회로망에서 혼잡을 제어하기 위한 새로운 방법 및 장치로 해결될 수 있다. 회로망은 패킷 모니터링 및 표시 알고리즘을 이용하여 억세스 노드에 의해 수신된 데이타 패킷이 초과율로 전송되어 표시되는 것을 판단한다.
또한 회로망에서, 표시된 패킷은 회로망이 데이타 패킷에 의해 트래버스되는 경로를 따라 임의점에서 혼잡되면 누락된다.
이하 기술된 패킷 누락 알고리즘의 특징은 A.E.Eckberg, Jr. D.T.Luan, D.M.Lucantoni, T.J.Schonfeld Case 2-2-2-2의 이름으로 본원과 동시에 출원된 계류중인 특허원에서 한정된다.
지금부터 제1도를 참조하면, 단말기 장비쌍간에 가상 회로 코넥션을 설정하도록 배열된 패킷 스위칭 회로망(20)이 도시되어 있다. 단말기(21 및 22)는 고객 코넥션 라인)25 및 26)을 통해 데이타 패킷을 패킷 멀티플렉서(28)에 전송한다. 제1도에서는 도시되지는 않았지만 일련의 도트로 표시된 다른 단말기는 또한 데이타 패킷을 멀티플렉서(28)로 전송할 수 있다. 비록 단말기(21 및 22)가 컴퓨터 단말기로서 도시되었더라도, 이들은 또한 디지트된 음성, 비데오, 또는 다른 데이타 단말기일 수 있다. 서로 산재된 패킷의 생성 출력 스트림은 패킷 스위칭 회로망(20)내의 억세스 라인(29)을 통해 멀티플렉서(28)로부터 억세스 노드(30)로 전송된다. 다른 억세스 라인(33) 및 일련의 도트로 표시된 다른 억세스 라인은 또한 억세스 노드(30)내로 데이타 패킷의 스트림을 전송한다. 이들 억세스 라인중 어느정도는 멀티플렉서에서 시작되며 다른 것은 고속의 단말기 장비에서 시작된다.
비록 통상의 패킷 스위칭 회로망이 스위치 로드 및 링크의 매우 복잡한 회로망일 수 있더라도, 본 발명의 장치를 설명하기 위해 단지 5개의 스위치 노드(30, 40, 50, 60, 70)만이 제1도에서 도시된다.
제1도에 있어서, 단지 노드(30)만이 고객의 단말기 장비로부터 패킷을 수신하는 억세스 노드로서 배열된다. 다른 노드(40, 50, 60 또는 70)중 임의의 것 또는 모든 것이 또한 동작 시스템에서 억세스 노드일 수 있으나, 도면을 간략화하기 위해 단지 회로망(20)에서 억세스 노드로서 도시되지 않는다.
노드(60)는 제1도에서 출구 노드로서 도시되어 있다. 출구 노드(60)로부터, 패킷 스트림은 일련의 도트로 표시된 출구 라인(61 및 62) 및 다른 것을 통해 디멀티플렉서 또는 고객의 장비로 전송된다. 제1도를 간략화할 목적으로, 단지 단일의 디멀티플렉서(63)만을 도시하였다. 출구 라인(61)을 통해 전송된 데이타 패킷의 스트림은 고객 확인에 따라 디멀티플렉서(63)내에서 분리되어 고객의 특정 패킷은 고객 코넥션 라인(65 및 66) 각각을 통해 고객 단말기(67 및 58)로 통과된다. 다른 고객 라인 및 단말기에는 또한 디멀티플렉서(63)로부터 나온 패킷 스트림이 공급된다. 이들 다른 고객 라인 및 단말기는 일련의 도트로 제1도에서 표시된다.
데이타 스위칭 회로망(20)의 동작을 도시할 목적으로, 표본의 가상 코넥션이 단말기 장비(21)를 단말기 장비(67)에 연결하는 굵은 경로 라인으로 도시된다. 비록 통상의 전송이 이러한 가상 코넥션을 통한 2방식이더라도, 제1도에서는 회로망(20)을 통해 단말기 장비(21)로부터 단말기 장비(67)로 전송되는 1방식 전송만을 도시하였다. 이 가상 회로 코넥션은 멀티플렉서(28) 및 억세스 라인(29)으로부터 억세스 노드(30), 스위치 노드(40 및 50), 링크(72, 74 및 76), 출구 노드(60) 및 출구 링크(61)를 통해 디멀티플렉서(63)로 설정된다.
회로망(20)은 혼잡 제어를 하도록 배열된다. 방해되지 않는 모든 패킷의 전송을 제한까지 허용하는 링크 및 스위치가 다량 제공된다. 회로망(20)내의 임의점에서 잠재적으로 발생할 수 있는 혼잡은 혼잡이 연장된 시간기간동안 계속되면 증가하는 패킷수의 진행을 방해할 수 있다. 즉, 혼잡은 회로망에 전체에 걸쳐 분포될 수 있다.
여기서 제공된 유리한 혼잡 제어 기구는 선택된 고객 데이타 패킷을 모니터링 및 표시하며 패킷이 혼잡 상태를 맞게 될때나 맞게 되는 어디든지 회로망을 통해 또다른 전송으로부터 표시된 데이타 패킷을 제거 또는 누락시킨다. 이러한 제어 기구는 여러번 개개의 데이타 패킷 및 회로망내의 점에 가상 코넥션을 통해 패킷 진행의 연속 스트림으로써 영향을 주는 알고리즘으로 수행된다. 각 고객 또는 최종 유저는 회로망의 다른 고객에게 나중 가상 코넥션을 설정할 수 있다. 모니터링 및 표시 기구는 가상 회로 원리마다, 가상 회로 원리의 그룹마다 또는 고객 원리마다 수행될 수 있다. 더이상 설명을 간략히 하기 위하여, 고객마다 단지 한 가상 회로만이 존재하는 것으로 가정하므로, 고객 및 가상회로 용어는 이후부터 같은 뜻이다.
제1알고리즘은 고객의 대역폭을 모니터링하며 이 고객의 기명된 대역폭이 초과될때 고객의 패킷을 표시 하는 것이다. 이에 관련하여, 대역폭은 링크 대역폭 또는 처리기의 실시간이 제한 자원인지를 구별하기 위해 단위(바이트/sec, 패킷/sec)당 2차원 양으로서 한정된다. 기명된 대역폭은 평균율(특정화된 크기의 패킷으로 사용자에 의해 달성 가능하도록 보증된 바이트/sec의 처리양) 및 버스티니스율(버스티니스의 측정이, 예를 들어, 피크 전송의 지속기간뿐만 아니라 전송율의 피크 대 평균비인 경우)에 관하여 기술된다. 이러한 제1알고리즘은 억세스 노드(30)의 수신측에서 사용된다. 억세스 라인(29)으로부터 수신된 각 패킷은 패킷이 속하는 가상 회로 코넥션을 식별하기 위한 헤더내에 정보를 포함한다. 따라서 여러 패킷의 레지스터에 기억되어 특정의 가상 회로와 식별된다.
단말기 장비(21)에 의해 전송되며 억세스 노드(30)에 의해 수신되는 패킷의 헤드로부터의 정보는 제1도에서 대역폭 모니터링 및 패킷 표시 회로(80)에 인가된다.
제2도를 참조하면, 고객 원리에 따라 제안된 대역폭 모니터링 및 패킷 표시 기능을 수행하는 회로(80)의 블럭선도가 도시된다. 제1도의 단말기(21)로부터 시작함으로써 식별되어 단말기(67)와 연결하는 굵은선을 통해 전송되는 패킷으로부터 나온 정보만이 알고리즘에 의해 모니터된다. 회로(80)는 다른 가상 코넥션에 관하여 동일 기능을 수행하도록 시분할되며 모든 모니터링 및 표시는 개개의 가상 코넥션에 관하여 분리식으로 실행된다.
모니터링은 단말기(21)에서 개개의 고객이 단말기(67)로 확장하는 가상 회로를 통해 초과율(기명된 속도보다 높은 속도)로 전송하는지를 판단하는 알고리즘으로 달성된다.
도시된 가상 코넥션이 설정되면, 고객 단말기 장비(21) 및 회로망(20)은 가장 코넥션에 관련하는 희망 대역폭 할당에 대하여 협정한다. 대역폭 할당은 선택 또는 기명된 전송율로 호출된다. 기명된 전송율보다 초과된 정보 전송은 초과율로 참조된다.
억세스 노드(30)의 처리기는 기명된 전송율을 장기간 임계 M, 단기간 임계 S, 및 감소정수 C로 변환된다. 장기간 임계 M은 기명된 전송율로 허용된 최대 버스트 크기에 적합하도록 선택되며, 단기간 임계 S는 허용된 최대 순시율로 정해진다. 감소정수 C는 표시되지 않은 패킷의 보증된 평균처리양에 관련된다. 이들은 제2도에서 도시된 바와 같이 가상 코넥션이 설정될때 간격의 종료에서 COUNT 및 THRESH의 값을 갱신하는 논리 회로(81)에 인가된다. 이들은 대역폭 모니터링 및 패킷 표시 회로(80)에서 사용된다. 또한 초기에는 누산기(82)내의 COUNT의 값은 0로 셋트되며 활성 임계치 THRESH는 레지스터(83)의 S와 동일하게 셋트된다. 더우기, 초기화에 있어서, 간격마다 패킷의 수에 관련된 웨이팅율인 파라미터 K는 초과 전송율로 전송되어지는 패킷 표시용 신호를 발생시키는 논리 회로(84)에 인가된다.
제2 및 5도에서 도시된 바와 같이, 각 간격동안, 도달 패킷 각각에 포함된 바이트수는 논리 회로(84)에 안가되어지도록 BYTES를 기억하는 레지스터에 리드(85)를 통해 입력된다. 회로(84)는 특정 패킷이 초과 전송률로 전송되어짐으로써 표시되어져야 하는지를 결정한다. 만일 패킷이 표시되어져야 하면, 과재 전송율로 전송될 때 패킷을 식별하는 패킷 헤더내로 표시 신호를 삽입하기 위해 표시 신호가 리드(88)상에서 발생된다. 만일 패킷이 기명된 전송을 한계내에 있으며, 표시 신호가 발생되지 않거나 패킷의 헤더내로 삽입되지 않는다.
일레로 기술되어진 3가지의 교체 패킷 표시 알고리즘이 있다. 또한 다른 것도 사용될 수 있다.
[알고리즘(A) 및 (B)에서 사용된 파라미터]
I-누산기의 COUNT의 값까지 연속 감소간의 간격, 이것은 모니터 되는 각 가상 회로에 대한 고정 간격이며 가상 회로중에서 다를 수 있으며, I에 대한 통상값은 10-500msec 범위내일 수 있다.
K-누산기내의 COUNT의 값이 패킷에 대한 BYTES값 이외에도 고객의 단말기로부터 전송된 각 패킷에 대해 증가되어지는 파라미터, 파라미터 K는 실시간 자언을 강조할 수 있는 초과 최소 크기의 패킷으로부터 회로망 보호를 제공하는 보증된 처리양에서 패킷당 바이트 페널티(panalty)를 표시하며, 파라미터 K의 통상값은 0와 1000간의 수이며, 0와 동일한 파라미터 K의 값은 처리기의 실시간이 관계되지 않을때 사용될 것이다.
C-가능한 누락되어지도록 표시되어지는 패킷을 피하는 간격당 바이트의 고객 선택 처리양에 관계하는 감소정수, 누산기의 CONT값이 각 간격동안 감소되어지는 양, 전송된 모든 패킷을 보증해주는(기명된 전송율) 간격당 고객의 바이트 수는 표시되지 않는다.
S-초과되면 패킷이 표시되어지는 각 간격동안 처리양에 대한 단기간 또는 순시임계.
M-허용 가능한 "버스트" 크기에 관련된 장기간 대역폭 임계.
BYTES-고객의 단말기로부터 억세스 노드에 의해 수신되는 패킷의 바이트수.
COUNT-누산기의 값.
THRESH-가변 임계.
[대역폭 모니터링 및 패킷 표시-알고리즘(A)]
이들 알고리즘 중 하나인 알고리즘(A)가 제5도에서 도시된 그래프예와 함께 제3도에서 도시된다.
[알고리즘(A)의 초기화 : ]
1. 누산기 가변 COUNT를 0로 셋트
2. 임계 가변 THRESH를 S로 셋트
[알고리즘(A)의 단계 : ]
1. 각 간격동안, 고객 단말기(제3도)로부터 각 패킷의 수신에 의함.
a. 바이트 계수 가변 BYTES를 패킷의 바이트수로 셋트
b. COUNT값과 THRESH값을 비교하여 다음 작용을 취함. 만일 COUNT＜THRESH이면, 패킷을 비표시 상태로 통과시키며 COUNT+BYTES+K로 COUNT값을 대치시킨다. 그렇지 않으면, 만일 COUNT≥THRESH이면, 패킷을 표시하고, 이것을 통과시켜 동일 COUNT를 유지한다.
2. 모든 간격의 종단시(제4도)
a. 어느값이 크더라도 COUNT값은 COUNT-C또는 0로 대치
b. 어느값이 작더라도 THRESH를 COUNT+S 또는 M으로 셋트
제5도에서, 수직축은 파라미터 K, 현 패킷의 BYTES값, 단기간 임계 S값 및 장기간 임계 M값, 임계 가변 THRESH값 및 감소정수 C에 바이트값을 제공한다. 수평축은 동일간격 I로 시분할된다. 간격 I는 순시치 t0와 t1과 같은 두시간 순시치간의 지속기간이다. 또한 수평축을 따라 일련의 번호가 제공되어 있으며, 이들 번호 각각은 특정 도달 패킷을 식별한다.
파라미터 K는 굵은 화살표와 상향 화살표로서 제5도에서 도시된다. 통상 0 내지 100의 범위값으로 가상 코넥션의 모든 패킷에 대해 정수값이다. 알고리즘에 의하면, COUNT는 패킷이 도달할때마다 파라미터 K로 증가된다.
BYTES값은 개방 화살표를 갖는 상향 화살표 및 여러 도달 패킷에 대한 여러값으로 제5도에서 도시된다. 알고리즘에 의하면, COUNT는 패킷이 표시되어져야할때만 제외하고 패킷이 도달할때마다 BYTES로 수행된다.
COUNT의 누산된 값은 굵은 수평선 세그먼트로서 제5도에서 도시된다.
THRESH값은 도트선으로서 제5도에서 도시된다.
패킷이 도달할때, COUNT는 THRESH와 비교된다. 만일 COUNT가 THRESH보다 작다면, 패킷은 표시되지 않으며 COUNT는 증가된다. 만일 COUNT가 THRESH와 동일하거나 크다면, 패킷이 표시되어 COUNT는 증가되지 않는다.
스타가 패킷이 초과 전송율로 전송되어지도록 정해지기 때문에 표시되어져야 하는 패킷의(파라미터 K 및 BYTES를 표시) 라인상에 위치된다.
감소정수 C는 하향으로 개방된 화살표로 제5도에서 도시되며, 이들 화살표는 정수값이며 COUNT가 0 이하로 감소될때를 제외하고 간격 I의 종료시에 발생한다.
또한 제4도의 알고리즘에 있어서, COUNT의 합에 S값을 더한 값은 M값과 비교된다. 만일 합이 M보다 크다면, THRESH는 M으로 셋트된다. 만일 합이 M보다 작거나 동일하면, THRESH는 COUNT합에 S값을 더한 값으로 셋트된다.
일단 패킷을 표시하거나 하지않는 것으로 판단이 이루어지고 패킷 헤더가 적당히 표시되면, 패킷은 제1도의 억세스 노드(20)를 통해 패킷이 전송되어지는 것을 통해 출력 링크에 연관된 출력 버퍼내로 입력되기 전에 출력 제어기로 진행된다. 동시에, 표시 신호가 예약된 패킷 헤더 필드내의 정보는 제1도의 노드(30)에 관련된 패킷 누락 논리 회로(53)로 전향된다. 패킷 누락 논리 회로(53)의 보다 상세화된 블럭 선도가 제6도에서 도시된다.
제6 및 7도에 있어서, 억세스 노드(30)의 출력 버퍼에 인가되기로 되어 있거나 또는 제1도의 스위치 노드(40, 50, 60 또는 70)를 임의것의 출력 버퍼에 인가되기로 되어 있는 현 패킷을 누락시키는지 아닌지를 판단하는 논리에 대한 블럭선도 및 알고리즘이 도시되어있다.
수직 코넥션을 따라 노드(30, 40 및 60)에 적합하도록 트래픽은 경미한 것으로 추정된다. 그러나 스위치 노드(50)에서 트래픽은 혼잡 상태를 발생시키기에 충분히 심하다.
무엇보다도 먼저, 부하 노드(30 및 40)에 관려되고 제6도의 논리 회로(55)와 동일한 패킷 누락 논리회로(53 및 54)는 제7도의 알고리즘을 실행한다. 이들 노드에서 혼자는 존재치 않으며 출력 버퍼는 현 패킷이 표시되는지, 아닌지간에 시험될때 완전히 채워지지 않으므로, 수직 코넥션을 따라 전송에 관련된 노드의 출력 버퍼로 통과된다.
다음에 패킷은 혼잡 노드인 노드(50)로 트래버스 한다. 패킷은 리드(91)를 통해 패킷 누락 논리 회로(55)에서 누락 회로(90)에 인가된다. 패킷이 리드(93)를 통해 식별된 패킷 출력 버퍼(92)내에 설정되기 전에, 버퍼가 채워졌는지 아닌지를 판단하도록 버퍼가 검사된다. 만일 버퍼(92)가 채워졌으면, 신호는 리드(94)를 통해 누락 회로(90)로 진행된다. 패킷이 표시되든지 아닌지간에는 무관하게, 만일 출력 버퍼(92)가 채워지면 패킷은 누락된다. 출력 버퍼가 채워지든지 아닌지간에 혼잡 측정은 정해진다. 패킷 출력 버퍼(92)내의 패킷 수는 리드(95)를 통해 혼잡 측정 회로(96)로 인가된다. 동시에, 처리기 실시간 이용을 표시하는 신호는 리드(97)을 통해 혼잡 측정 회로(96)에 인가된다.
리드(95 및 97)상의 신호에 응답하여, 회로(96)는 제1도의 노드(50)에 존재하는 혼잡량을 표시하는 신호를 리드(98)상에 발생시킨다. 리드(98)상의 혼잡 신호 및 리드(95)를 통해 인가되는 임계값은 표시된 패킷이 누락 회로(96)에 의해 누락되는지 아닌지를 판단한다. 패킷이 누락되어지는 것을 표시하는 신호는 스위치 노드(50)로 리드(100)를 통해 전송된다. 패킷 누락 신호가 발생될때, 관련된 패킷은(이것이 표시된 패킷이면) 누락되거나 (비표시된 패킷이면) 제1도의 링크(76)를 통해 후속 전송을 위해 출력 버퍼(92)에 설정된다.
혼잡 측정을 임의 자원량이 비표시된 패킷을 통과시키는 노드에서 이용되는 것을 보증하도록 선택된 임계이다. 처리기에서 유용한 실시간량에 출력 버퍼(92)에 잔재하는 패킷수의 웨이티드 합은 혼잡을 측정하는데 사용된다. 실시간 양은 파라미터 K에 관련된다. 파라미터 K는 0와 동일하며, 실시간은 관계치 않는다. 출력 버퍼내의 패킷수는 단지 혼잡 측정이다.
노드(50)가 혼잡되어 패킷이 표시된 패킷일때 노드(50)에서 패킷이 누락되므로, 혼잡은 다수 경감된다. 누락되어진 패킷은 패킷이 초과 전송율로 전송되어짐으로써 억세스 노드(30)에서 사전 표시된 것이다. 채워진 출력 버퍼보다 덜 중요한 혼잡 상태는 단지 표시된 패킷만을 누락시킴으로써 경감된다. 이러한 상황하에서, 비교시된 패킷은 이들의 수신지로 통과된다.
그러므로 혼잡은 이들의 동의, 또는 할당된 전송율을 초과하는 율로 전송하는 고객의 패킷을 누락시킴으로써 대부분 경감된다. 그러므로 회로망은 기명된 전송율내에서 전송하는 모든 가입자를 적합하게 서비스할 수 있다.
지금부터 제8 및 9도를 살펴보면, 알고리즘이 어떻게 일련의 수신된 패킷에 대해 동작하는가를 그래프도로 제공함과 함께 패킷이 표시되어져야 하는가를 판단하는 교체 알고리즘이 도시되어 있다. 제1단계(표시 단계)만이 제3 및 4도에 관하여 설명된 상술된 알고리즘과 다르다. 초기화 및 파라미터는 COUNT값이 THRESH와 비교되기 전에 새로운 COUNT값이 정해지는 것을 제외하고는 동일 또는 유사의미를 갖는다. 파라미터 K에 BYTES값과 더한것이 비교되기전에 COUNT값에 가산된다. 따라서 COUNT값이 THRESH값보다 적게 정해지면, 패킷은 표시되지 않으며 통과된다. COUNT의 현존값은 보유된다. 만일 COUNT가 THRESH와 동일하거나 크다면, 패킷은 표시되어 통과된다. COUNT값은 파라미터 K에 BYTES를 더한 값만큼 감소된다. 상술된 패킷 표시 알고리즘, 알고리즘(A)과 비교하여 표시된 패킷은 초과 전송율로 전송되어지는 것으로 고려된다.
[알고리즘(B)의 초기화 : ]
1. 카운터 가변 COUNT를 0로 셋트
2. 임계 가변 THRESH를 S로 셋트
[알고리즘(B)의 단계 : ]
1. 고객의 단말기(제8도)로부터 나온 각 패킷의 수령에 의한 각 간격동안
a. 바이트 계수 가변 BYTES를 패킷의 바이트수로 셋트
b. COUNT값을 COUNT+BYTES+K로 대치
c. COUNT값을 THRESH값과 비교하여 다음 동작을 취함. 즉 만일 COUNT＜THRESH이면, 패킷을 비표시 상태로 통과시키며, 그렇지않으면 COUNT≥THRESH 패킷을 표시하고, 이것을 통과시켜 COUNT값을 COUNT-BYTES-K값으로 대치.
2. 간격 I(제4도)의 종료시
a. COUNT값을 어느것이 크든지간에 COUNT-C 또는 0으로 대치
b. THRESH를 어느것이 작든지간에 COUNT+S 또는 M으로 셋트
제9도에서는 제8도의 알고리즘으로 모니터된 일련의 패킷 결과를 도시한다. 패킷에 대한 파라미터 K 및 BYTES를 표시하는 라인상에 위치된 스타는 이들 패킷이 초과 전송율 패킷으로서 표시되어지는 것을 표시한다.
[특정 서비스 패킷 표시]
새로운 특정 서비스가 고객에게 제공될 수 있다. 새로운 서비스 제공은 회로망이 표시된 패킷이 혼잡상태 또는 채워진 버퍼상태에 부딪히게 될때마다 표시된 패킷을 누락시키도록 배열된다. 이 새로운 서비스는 저 코스트이며 경제적인 비율인 서비스이다.
경제적 비율 서비스를 가입하거나 선택함으로써 고객은 전송된 메세지가 혼잡에 부딪히게 되면 이들의 수신지로 전달되지 않게 되는 위험을 갖게 된다. (고객의 단말기 또는 억세스 노드에서) 동작 장비는 경제적 비율 서비스 고객에 의해 전송된 모든 패킷을 표시하도록 배열된다. 이후, 표시된 패킷은 패킷 스위칭 회로망을 통해 진행하며, 이들은 다른 표시된 패킷과 같이 처리된다. 만일 이들 표시된 경제적인 비율 서비스 패킷이 혼잡점을 트래버스하여 회로망의 전 버퍼에 도달하면, 패킷은 누락된다. 모든 경제적 비율 패킷이 표시되어지므로 메세지가 통화 트래픽 상태동안 전달되지 않는다는 가능성이 높다.
그러나, 경미한 트랙시간동안은, 혼잡이나 전 버퍼가 존재하지 않는 가능성이 높다. 이러한때 메세지는 제1시도로 회로망을 성공적으로 트래버스하기 쉽다.
이러한 경제적 비율 서비스는 오퍼레이팅 통신회사 및 고객 모두에 이익을 준다. 고객은 낮은 요금을 부담하게 된다. 오퍼레이팅 회사는 이 서비스 고객이 회사의 장비 대부분이 휴지중이며 보다 많은 공간 용량이 유용될때 낮은 트래픽 시간동안 경제적 비율 서비스로 전송된다.
[혼잡제어]
본 발명에 적합한 방법은 패킷 스위칭 시스템내의 혼잡을 제어하는 현존의 기법보다 다음의 장점들을 제공한다. 먼저, (회로망 혼잡의 순시 레벨에 의하여) 회로망에 존재할 수 있는 초과 용량을 이용하기 위하여 기회뿐만 아니라 정보 처리량의 보증 레벨을 고객에게 제공하여 보증 레벨을 넘어선 정보 처리를 실현한다. 이것은 보증 및 예기된 처리량의 레벨, 회로망을 통하는 정보 전송 보전 및 다른 정도의 서비스에 대해 회로망 제공자에 지불된 연관 코스트와 요인을 트레이프 오프하는 유용성을 제공한다.
둘째, 이러한 방법은 고객 요구에 부응하기 위해 키 회로망의 자원을 제공함에 있어서 보다 큰 회로망 유용성을 제공하며, 회로망 자원은 모든 고객의 통계적으로 예기된 피크 전체 요구보다 오히려(이의 고레벨로) 모든 고객의 보증 평균 처리량으로 인해 전체 요구에 부응하도록 제공될 수 있다. 이것은 회로망 자원 및 공급에 필요되는 종래 경향을 경감시켜 보다 높은 평균 레벨의 회로망 자원 이용을 허용한다.
마지막으로, 제1 내지 9도에서 도시된 바와 같이 혼잡 제어는 억세스 노드에서 패킷의 모니터링 및 표시와 혼잡에 부딪히게 되는 임의 회로망 노드에서 표시된 패킷의 누락을 사용하여 분배된 제어이다. 제어는 완전히 종단 단말기 장비에서 고객에 의해 적합될 수 있는 작용으로부터 분리된다. 회로망을 통하는 제어의 분배는 만일 초과율 패킷이 억세스 노드에서 누락되면 필요로 되는 회로망 노드간의 매우 낮은 지연 신호 기구의 필요성을 제거시킨다. 단말기 작용으로부터의 제어의 분리는 다른 제어 기구에서의 경우에서와 같이, 단말기 작용에 대해 제어기구의 보존의존성을 제거시킨다. 제어 분배는 제어 및 초과 전송율로 우발적으로 패킷을 전송하는 다른 고객으로부터 회로망과 잘 처신된 고객의 보증보호를 제공한다.
상기의 기술은 억세스 노드에서 수신될때 초과 전솔율로 전송되거나 또는 특정 고객으로부터 전송된 패킷을 표시하고, 혼잡 상태가 존재할때 회로망의 임의 노드에서 표시된 패킷을 누락시키는 장치 및 방법에 대하여 기술된 것이다. 이것에 관하여 실행된 다른 장치 및 방법과 함께 여기서 기술된 장치 및 방법은 첨부된 특허청구범위의 범주내에 속하는 것으로 고려된다.

Claims (11)

  1. 패킷 스위칭 회로망내의 초과 대역폭 패킷을 표시하는 방법으로서, a. 간격당 억세스 노드에 도달하는 데이타 바이트의 계수를 누산하고, b. 데이타 바이트수로 패킷을 수신하고, c. 소정의 임계와 간격당 억세스 노드에 도달하는 데이타 바이트의 누산된 계수를 비교하고. d. 만일 누산된 계수가 임계보다 작다면, 수신된 패킷의 데이타 바이트수에 상수를 더한 값으로 누산기의 계수를 증가시키고, e. 만일 임계보다 누산된 계수가 크다면, 수신된 패킷을 표시하고. f. 단계 c 또는 d에 후속하여, 억세스 노드를 따라 비표시 또는 표시된 패킷을 통과하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 패킷 스위칭 회로망의 초과 대역폭 패킷을 표시하는 방법으로서, a. 다른 데이타 패킷으로부터 한 고객의 데이타 패킷을 분류하고, b. 간격당 억세스 노드에 도달하는 한 고객의 데이타 패킷의 바이트 계수를 누산하고, c. 데이타 바이트의 수로 한 고객으로부터 패킷을 수신하고, d. 간격당 억세스 노드에 도달하는 한 고객의 데이타 패킷의 누산된 바이트 계수를 소정의 임계와 비교하고, e. 만일 임계보다 누산된 데이타 바이트 계수가 적다면, 수신된 패킷의 데이타 바이트수에 상수를 더한 값으로 누산기의 계수를 증가시키고, f. 만일 임계보다 누산된 계수가 크다면 수신된 패킷을 표시하고, g. 단계 d 또는 e에 후속하여, 억세스 노드를 따라 비표시 또는 표시된 패킷을 통과시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 비표시 또는 표시된 데이타 패킷을 다른 표시 및 비표시된 데이타 패킷과 멀티플렉싱 하고, 링크를 통해 멀티플렉스된 데이타 패킷을 다른 스위치 노드 또는 단말기로 전송하는 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, g. 비표시 또는 표시된 패킷을 회로망점으로 전송하고, h. 회로망이 상기 점에서 공간 용량을 갖는지를 판단하고, i. 회로망의 상기 점에서 공간 용량이 없으면, 비표시된다면 패킷을 통과시키는 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 패킷 스위칭 회로망에서 초과 대역폭 패킷을 표시하는 방법으로서, a. 간격당 억세스 노드에 도달하는 데이타 바이트의 계수를 누산하고, b. 데이타 바이트수로 패킷을 수신하고, c. 만일 누산된 계수가 임계보다 작다면, 수신된 패킷의 데이타 바이트수에 상수를 더한 값으로 누산기의 계수를 증가시키고, d. 소정의 임계와 간격당 억세스 노드에 도달하는 데이타 바이트의 누산된 계수를 비교하고, e. 만일 임계보다 누산된 계수가 크다면, 수신된 패킷을 표시하고, f. 단계 d 또는 e에 후속하여, 억세스 노드를 따라 비표시 또는 표시된 패킷을 통과하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 패킷 스위칭 회로망의 초과 대역폭 패킷을 표시하는 방법으로서, a. 다른 데이타 패킷으로부터 한 고객의 데이타 패킷을 분류하고, b. 간격당 억세스 노드에 도달하는 한 고객의 데이타 패킷의 바이트 계수를 누산하고, c. 데이타 바이트의 수로 한 고객으로부터 패킷을 수신하고, d. 한 고객으로부터 수신된 패킷의 데이타 바이트수에 상수를 더한 값으로 누산기의 계수를 증가시키고, e. 간격당 억세스 노드에 도달하는 한 고객의 데이타 패킷의 누산된 바이트 계수를 소정의 임계와 비교하고, f. 만일 임계보다 누산된 계수가 크다면 수신된 패킷을 표시하고, 수신된 패킷의 데이타 바이트수 및 상수에 의해 누산기의 계수를 감소시키고, g. 단계 e 또는 f에 후속하여 억세스 노드를 따라 비표시 또는 표시된 패킷을 통과시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, g. 비표시 또는 표시된 패킷을 회로망점으로 전송하고, h. 회로망이 상기 점에서 공간 용량을 갖는지를 판단하고, i. 회로망의 상기 점에서 공간 용량이 없으면, 비표시된다면 패킷을 통과시키는 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 패킷 스위칭 회로망의 초과 대역폭 패킷을 표시하는 방법으로서, a. 간격마다 억세스 노드에 도달하는 한 고객의 데이타 패킷에 포함된 바이트로부터 생겨난 값을 누산하고, b. 고객의 패킷중 다른 한 패킷을 수신하고, c. 누산된 값이 소정범위값에 속하는지를 판단하고, d. 누산된 값이 소정범위값내에 속하면 다른 한 패킷을 표시하고, e. 회로망을 따라 표시 또는 비표시된 다른 한 패킷을 통과시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 또한 각 간격의 종료시에 누산된 값을 감소시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 패킷 스위칭 회로망의 패킷 표시용 장치로서, 수신용 단말기를 갖는 패킷 스위칭 억세스 노드(30), 수신용 단말기에 상호 연결되어 다수의 전송율중 선택된 율로 데이타 패킷을 전송하는 억세스 채널(29), 데이타 패킷이 억세스 채널을 통해 전송되어지는 율을 정하고 정해진 율이 초과율일때마다 표시 비트를 발생하는 수단(80), 표시 비트를 데이타 패킷내로 삽입하는 수단(84)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제2항에 있어서, 비표시 또는 표시된 데이타 패킷을 다른 표시 및 비표시된 데이타 패킷으로 멀티플렉싱 하고, 링크를 통해 멀터플렉스된 데이타 패킷을 다른 스위치 노드 또는 단말기로 전송하는 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
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