ES2235366T3 - Procedimiento y sistema de circuitos para transmitir unidades de mensajes en flujos de mensajes de distinta prioridad. - Google Patents
Procedimiento y sistema de circuitos para transmitir unidades de mensajes en flujos de mensajes de distinta prioridad.Info
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Abstract
Procedimiento para transmitir unidades de mensajes, que pertenecen a flujos de mensajes de distinta prioridad, conjuntamente a través de un canal de transmisión, en el que - las unidades de mensajes correspondientes al correspondiente flujo de mensajes recorren una cola de espera (Q1, ..., Qm) individual del flujo de mensajes, - las colas de espera (Q1, ..., Qm), en función de las prioridades de los flujos de mensajes por los que son recorridas, son reunidas en grupos de colas de espera (WG1, ..., WGn), - los grupos de colas de espera (WG1, ..., WGn) son controlados por un equipo de control de colas de espera (SCx, con x = 1, ..., n) separado de tal manera que en cada caso al menos dos de los grupos de colas de espera son reunidos para formar un grupo de colas de espera participante (PWG1), y - los grupos de colas de espera (WG1, ..., WGn) pertenecientes a un grupo de colas de espera participante (PWG1), son controlados de tal manera que para el caso de que por parte de uno de los grupos decolas de espera momentáneamente no pueda transmitirse unidad de mensajes alguna, se transfiere por parte del correspondiente grupo de colas de espera la posibilidad de transmisión a uno de los grupos de colas de espera (WG1, ..., WGn) restantes del correspondiente grupo de colas de espera participante (PWG1).
Description
Procedimiento y sistema de circuitos para
transmitir unidades de mensajes en flujos de mensajes de distinta
prioridad.
La invención se refiere a un procedimiento y un
sistema de circuitos según el concepto general de la reivindicación
1 y 4 respectivamente. Un procedimiento así y un sistema de
circuitos como el indicado se conocen ya por la solicitud de patente
no publicada previamente 197 05 789.6-31.
Mediante este procedimiento y este sistema de
circuitos debe resolverse el problema de cómo llegar a un grado de
carga eficiente de las líneas de transmisión de un sistema ATM y de
las memorias tampón (buffer) asignadas a las mismas. Para ello se
prevé que para una memoria tampón que presente un cierto grado de
llenado, al llegar una célula de mensajes correspondiente a un
enlace virtual de prioridad relativamente alta a través de la
correspondiente línea de transmisión, de entre las células de
mensajes recién memorizadas en la memoria de buffer correspondientes
a un enlace virtual elegido de inferior prioridad, se desechen una o
varias de estas células de mensajes en función de la cantidad de
células de mensajes memorizadas para este enlace virtual de inferior
prioridad.
En la memoria de patente US 5,268,900, se da a
conocer un procedimiento para la transmisión de unidades de mensajes
que pertenecen a flujos de mensajes con diferente prioridad y clase
de tráfico, conjuntamente a través de un canal de transmisión, en el
que
- -
- las unidades de mensajes correspondientes al correspondiente flujo de mensajes recorren en cada caso una cola de espera individual de prioridades y de clases de tráfico,
- -
- se reúnen las colas de espera en función de sus clases de tráfico en grupos de colas de espera,
- -
- los grupos de colas de espera son controlados en cada caso desde un equipo de control de colas de espera separado de tal manera que las colas de espera se reúnen en grupos de colas de espera participantes individuales de cada clase de tráfico, siempre que los mismos presenten diferentes prioridades a igualdad de clase de tráfico.
En K. Sriram, "Metodologías para la colocación
de la anchura de banda, planificación de la transmisión, y evitación
de la congestión en redes de banda ancha ATM", Computer Networks
and ISDN Systems 26, 1993, págs. 43-59, se da a
conocer una estrategia de manejo para flujos de mensajes de distinta
prioridad a través de un canal de transmisión común, en el que se
controlan varias colas de espera en función de su prioridad de tal
manera que una cola de espera se prioriza respecto a las colas de
espera restantes exclusivamente cuando se da el caso de que por
parte de esta cola de espera no pueda ser transmitida ninguna unidad
de mensaje con la máxima prioridad, permitiéndose una transmisión de
unidades de mensajes procedente de una de las unidades de mensajes
restantes.
Por el contrario, es ahora tarea de la presente
invención mostrar un camino para configurar un procedimiento y un
sistema de circuitos según el concepto general de la reivindicación
1 o bien 4 para, teniendo en cuenta las prioridades, asegurar para
los flujos de mensajes garantías de flujo adicionales.
Esta tarea se resuelve en un procedimiento y con
un sistema de circuitos según el concepto general de la
reivindicación 1 y 4 respectivamente, mediante las particularidades
de procedimiento y particularidades técnicas de conexión,
respectivamente, indicadas en estas reivindicaciones.
La invención aporta entonces la ventaja de que
con un coste de control relativamente pequeño y con un gasto en
técnicas de conexión relativamente bajo, respectivamente, pueden
realizarse las siguientes particularidades de prestaciones:
- 1.
- Se garantizan velocidades de bits mínimas individuales para cada flujo de células de mensajes independientemente de su prioridad.
- 2.
- Una velocidad de bits que vaya más allá de la suma de las garantías de flujo se otorga estrictamente en función de la prioridad de los flujos de las células de mensajes, es decir, la asignación se realiza primeramente al flujo de células de mensajes de mayor prioridad (1), y en el caso de que éstas no tengan nada que transmitir, sólo entonces a flujos de células de mensajes de inferior prioridad (2).
- 3.
- En el caso de que la velocidad mínima de bits no se utilice por completo por uno de los flujos de células de mensajes, entonces puede ponerse a disposición esta velocidad de bits para otros flujos de células de mensajes.
Ventajosos perfeccionamientos del procedimiento
según la presente invención resultan de las reivindicaciones
secundarias referidas a la reivindicación 1.
A continuación se describirá ahora la presente
invención más en detalle, con referencia a un dibujo.
En el dibujo se representa como ejemplo
esquemáticamente un equipo de línea LE, que está intercalado entre
dos tramos de línea de transmisión L1 y L2 de un sistema ATM que
funciona según un modo de transferencia asíncrono. Allí se han
dibujado solamente aquellos elementos de conexión del equipo de la
línea LE que son necesarios para comprender la presente invención.
Además, este equipo de línea se reproduce representando otros
equipos de línea intercalados en los tramos de la línea de
transmisión del sistema ATM.
Por lo demás, a continuación no se entrará más en
detalle en el principio general ATM, puesto que éste es
suficientemente conocido.
Al tramo de línea de transmisión L1 llegan
células de mensajes ("cells") que, de la manera conocida,
además de una parte de información ("user part") disponen de
una cabecera de célula ("header") externa. Entonces están
contenidas en una cabecera de célula externa como la indicada entre
otras indicaciones relativas a la pertenencia a un enlace virtual
determinado. Un enlace virtual puede ser bien un enlace de canal
virtual (enlace individual) o bien un enlace de ruta virtual (haz de
varios enlaces individuales). Un enlace de canal virtual lleva
asignado entonces un número de canal virtual VCI ("Virtual Canal
Identifier") y un enlace de ruta virtual, por el contrario, un
número de ruta virtual VPI ("Virtual Path Identifier") en la
cabecera de célula externa de la correspondiente célula de mensajes.
En el caso de un enlace de ruta virtual, está indicado
adicionalmente en la cabecera de célula externa un número de canal
virtual VCI, para poder identificar los distintos enlaces de canal
virtuales conducidos dentro del enlace de ruta virtual.
La entrada del equipo de línea LE (fig 1) la
forma un equipo convertidor CONV. Este antepone a cada célula de
mensajes que se presenta en el tramo de línea de transmisión L1 una
cabecera de célula interna ("header"), para poder retransmitir
la correspondiente célula de mensajes dentro del sistema ATM. Esta
cabecera de célula interna se configura en consonancia con el
contenido de la cabecera de célula externa contenida en cada caso en
las células de mensajes. Al respecto, entre otros, se asigna
estadísticamente, en función de la VCI o bien VPI/VCI contenida en
la correspondiente cabecera de célula externa, una de m
identificaciones de colas de espera QID ("Queue
Identifications"). La correspondiente identificación de colas de
espera QID provoca respecto a la VCI o bien VPI/VCI asociada una
reducción de direcciones y está alojada en la correspondiente
cabecera de célula interna.
Las células de mensajes ampliadas de esta manera
en una cabecera de célula interna, se llevan una tras otra a un
DEMUX, un equipo demultiplex, que mediante m salidas demultiplex
está unido con una memoria tampón (buffer) PS. Las salidas
demultiplex están asignadas individualmente a las citadas
identificaciones de colas de espera QID.
La memoria tampón PS presenta múltiples puestos
de memoria a partir de los cuales pueden formarse como máximo m
colas de espera lógicas, que a continuación se describirán más en
detalle. Estas colas de espera lógicas, que en el dibujo están
designadas con Q1 a Qm, son controladas individualmente por el
equipo demultiplex DEMUX con ayuda de las identificaciones de colas
de espera QID contenidas en las células de mensajes recibidas. Sobre
un control así de una cola de espera lógica, se aloja en la misma la
célula de mensajes dotada de la identificación de colas de espera
precisamente en cuestión. Las distintas colas de espera lógicas
forman entonces una memoria
"FIFO" ("First-In-First-Out") en cada caso, que puede memorizar transitoriamente y a la vez múltiples células de mensajes.
"FIFO" ("First-In-First-Out") en cada caso, que puede memorizar transitoriamente y a la vez múltiples células de mensajes.
Las colas de espera lógicas Q1 a Qm se reúnen
formando grupos de colas de espera, por ejemplo en función de las
prioridades determinadas para los enlaces virtuales. Estos grupos de
colas de espera, que se designan en el esquema con WG1 a WGm, están
asignados en cada caso a una de entre n prioridades y son
controlados por un equipo de control de colas de espera SC. No
obstante, puesto que este equipo de control de colas de espera SC no
es objeto de la presente invención, no se entrará aquí más en
detalle al respecto.
Cada uno de estos grupos de colas de espera es
gestionado por un equipo de control de colas de espera SCx separado
con n=1,..., n ("scheduler"). Al respecto, las colas de espera
reunidas en un grupo de colas de espera X son controladas, en el
marco de una disciplina de expedición ("Cell Scheduling")
predeterminada, por el correspondiente equipo de control de colas de
espera SCx. Al respecto, en un ciclo de control como el indicado, se
toma de cada cola de espera lógica una célula de mensajes y se
retransmite en la dirección del tramo de línea de transmisión L2
representado en el dibujo.
Además, en el ejemplo de ejecución se reúnen
múltiples grupos de colas de espera en cada caso para formar un
grupo de colas de espera participante. Como ejemplo se indica en el
esquema que los grupos de colas de espera WG1 a WGn forman
conjuntamente un grupo de colas de espera participante PWG como el
indicado. En general, poseen entonces los grupos de colas de espera
asignados a un grupo de colas de espera participante distintas
prioridades, lo que no obstante no significa ninguna exigencia.
Cada grupo de colas de espera (WG1 a WGn) de un
grupo de colas de espera participante (PWG) es activado por un
equipo de control supraordinado no representado más en detalle en el
dibujo, para transmitir células de mensajes con una velocidad de
bits (velocidad de células) Rx en dirección hacia el tramo de
transmisión L2. Al menos dos de estas velocidades de bits Rx son
distintas de cero.
Además, los grupos de colas de espera (WG1 a WGn)
correspondientes a un grupo de colas de espera participante (PWG)
llevan asignado conjuntamente un equipo de control KE, existiendo
entre éste y los grupos de colas de espera en cada caso enlaces de
comunicación bidireccionales para fines de control que después
mencionaremos, tal como se indica en el esquema mediante la línea de
enlace discontinua.
Es tarea del equipo de control, para el caso de
que un grupo de colas de espera momentáneamente no pueda enviar
ninguna célula de mensajes, y aún cuando este grupo de colas de
espera haya sido activado para ello por un equipo supraordinado no
representado más en detalle, transmitir por parte del equipo de
control KE esta posibilidad de transmisión en función de un
algoritmo de prioridades predeterminado de otro grupo de colas de
espera dentro del grupo de colas de espera participante. Por lo
demás, el caso de que un grupo de colas de espera momentáneamente no
pueda enviar ninguna célula de mensajes puede deberse a que en las
colas de espera asignadas a este grupo de colas de espera ya no esté
memorizada ninguna célula de mensajes o bien a que, según la
disciplina de expedición ("Scheduling") del equipo de control
de colas de espera (SC1... SCn) asignado al correspondiente grupo de
colas de espera, no esté permitido transmitir una célula de mensajes
porque caso contrario se sobrepasaría por ejemplo una velocidad de
bits en punta máxima admitida para un flujo de células de
mensajes.
A continuación, se muestra que con el
procedimiento correspondiente a la invención y con el equipo de
línea LE correspondiente a la invención representado en el dibujo,
pueden realizarse como ejemplo las siguientes características de
transmisión:
- 1.
- Se garantizan velocidades de bits mínimas individuales para cada flujo de células de mensajes independientemente de su prioridad.
- 2.
- Una velocidad de bits que vaya más allá de la suma de las garantías de flujo se otorga estrictamente en función de la prioridad de los flujos de las células de mensajes, es decir, la asignación se realiza primeramente a las corrientes de células de mensajes de mayor prioridad (1), y en el caso de que éstas no tengan nada que transmitir, sólo entonces a corrientes de células de mensajes de inferior prioridad (2).
- 3.
- En el caso de que la velocidad mínima de bits no se utilice por completo por uno de los flujos de células de mensajes, entonces puede ponerse a disposición esta velocidad de bits para otros flujos de células de mensajes, que pueden estar asignados también a otro grupo de colas de espera.
Para explicar este ejemplo, se parte de la
siguiente hipótesis:
- 1.
- Existen solamente dos grupos de colas de espera, siendo el grupo de colas de espera WG1 el de mayor prioridad, y por el contrario el grupo de colas de espera WG2 el de inferior prioridad.
- 2.
- R1 = 50 Mbit/s es mayor que la suma de las garantías de flujo de los flujos de células de mensajes de mayor prioridad.
- 3.
- R2 = 20 Mbit/s es idéntica a la suma de las garantías de flujo de los flujos de células de mensajes de inferior prioridad.
- 4.
- Ambos grupos de colas de espera WG1 y WG2 funcionan según el procedimiento de sistema de colas equitativo ponderado, "Weighted Fair Queueing (WFQ)".
- 5.
- En el caso de que WG1 no haya colocado en el tampón ninguna célula de mensajes, se da a WG2 la posibilidad de transmitir una célula de mensajes y viceversa.
De ello resulta el siguiente comportamiento. La
velocidad resultante de llegada de todos los flujos de mensajes de
mayor prioridad y de inferior prioridad conjuntamente se denomina A1
y A2 respectivamente:
- 1.
- A1 > R1, A2 > R2: las corrientes de células de mayor prioridad obtienen conjuntamente R1 = 50 Mb/s, y las de inferior prioridad R2 = 20 Mb/s.
- 2.
- A1 > R1, A2 < R2: las corrientes de células de mayor prioridad obtienen conjuntamente R1 + (R2 - A2) y las de inferior prioridad A2.
- 3.
- A1 < R1, A2 > R2: las corrientes de células de mayor prioridad obtienen conjuntamente A1, y las de inferior prioridad R2 + (R1 - A1).
- 4.
- A1 < R1, A2 < R2: las corrientes de células de mayor prioridad obtienen conjuntamente A1, y las de inferior prioridad A2.
Hasta ahora se ha descrito la presente invención
en base al ejemplo de un equipo de línea de un sistema ATM. Esta
invención no obstante no queda limitada a tales sistemas. Más bien
puede utilizarse la misma en general en sistemas en los cuales
unidades de mensajes que pertenecen a flujos de mensajes de distinta
prioridad, son transmitidas conjuntamente a través de un canal de
transmisión físico o bien uno lógico, y entonces las
correspondientes unidades de mensajes que pertenecen al
correspondiente flujo de mensajes recorren una cola de espera
individual del flujo de mensajes. Como ejemplo, además de un sistema
ATM antes mencionado, podemos citar aquí un sistema que funciona
según el principio de conmutación de paquetes, en el cual se
transmiten unidades de mensajes en forma de paquetes de datos.
Claims (5)
1. Procedimiento para transmitir unidades de
mensajes, que pertenecen a flujos de mensajes de distinta prioridad,
conjuntamente a través de un canal de transmisión, en el que
- -
- las unidades de mensajes correspondientes al correspondiente flujo de mensajes recorren una cola de espera (Q1,..., Qm) individual del flujo de mensajes,
- -
- las colas de espera (Q1,..., Qm), en función de las prioridades de los flujos de mensajes por los que son recorridas, son reunidas en grupos de colas de espera (WG1,..., WGn),
- -
- los grupos de colas de espera (WG1,...,WGn) son controlados por un equipo de control de colas de espera (SCx, con x = 1,..., n) separado de tal manera que en cada caso al menos dos de los grupos de colas de espera son reunidos para formar un grupo de colas de espera participante (PWG1), y
- -
- los grupos de colas de espera (WG1,..., WGn) pertenecientes a un grupo de colas de espera participante (PWG1), son controlados de tal manera que para el caso de que por parte de uno de los grupos de colas de espera momentáneamente no pueda transmitirse unidad de mensajes alguna, se transfiere por parte del correspondiente grupo de colas de espera la posibilidad de transmisión a uno de los grupos de colas de espera (WG1,..., WGn) restantes del correspondiente grupo de colas de espera participante (PWG1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las unidades de
mensajes se transmiten según un modo de transferencia asíncrono en
forma de células de mensajes en el marco de enlaces virtuales, y
porque a cada uno de los enlaces virtuales se le
asigna una de las colas de espera (Q1,..., Qm).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las unidades de
mensajes se transmiten según un principio de conmutación de paquetes
en forma de paquetes de datos en el marco de flujos de mensajes,
y
porque a cada uno de los flujos de mensajes se le
asigna una de las colas de espera (Q1,..., Qm).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque en cada caso las
colas de espera (Q1,..., Qm) que son recorridas por flujos de
mensajes de la misma prioridad, son reunidas en grupos de colas de
espera (WG1, ..., WGn).
5. Sistema de circuitos para transmitir unidades
de mensajes, que pertenecen a flujos de mensajes de distinta
prioridad, conjuntamente a través de un canal de transmisión que
está configurado y dispuesto de tal manera
- -
- que las unidades de mensajes correspondientes al correspondiente flujo de mensajes recorren una cola de espera (Q1,..., Qm) individual del flujo de mensajes,
- -
- que las colas de espera, en función de las prioridades de los correspondientes flujos de mensajes por los que son recorridas, son reunidas en grupos de colas de espera (WG1,..., WGn), que en cada caso pueden ser controlados por un equipo de control de colas de espera (SCx, con x = 1,..., n) separado,
- -
- que en cada caso al menos dos de los grupos de colas de espera están reunidos para formar un grupo de colas de espera participante (PWG), y
- -
- que los grupos de colas de espera (WG1,..., WGn) pertenecientes a un grupo de colas de espera participante (PWG1) pueden ser controlados por parte de un equipo de control (KE) de tal forma que en el caso de que por parte de uno de los grupos de colas de espera momentáneamente no pueda transmitirse mensaje alguno, se transmite por parte del correspondiente grupo de colas de espera la posibilidad de transmisión a uno de los grupos de colas de espera (WG1,...,WGn) restantes del correspondiente grupo de colas de espera participante (PWG1).
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