Устройство и способ предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров в коммутаторе, работающем в асинхронном режиме передачи (арп-коммутаторе)

 

Изобретение относится к устройству и способу предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) в АРП-коммутаторе. Технический результат - повышение эффективности предоставления обслуживания с ГСПК в АРП-коммутаторе. Это достигается тем, что узел проверки соответствия элементов данных применяет к каждому элементу данных во вводимом кадре тест по обобщенному алгоритму скорости передачи элементов данных (ОАСПЭД), по биту приоритета потери элемента данных (ППЭД) и по максимальному размеру кадра (МРК), задает бит соответствия (БС) каждого элемента данных в кадре равным значению соответствия, если все элементы данных в кадре проходят тест, и задает БС каждого элемента данных в кадре равным значению несоответствия, если, по меньшей мере, один элемент данных кадра не проходит тест. Узел организации буферизации данных распределяет элементы данных с БС, заданными равными значению соответствия, в очередь с высоким приоритетом, распределяет элементы данных с БС, заданными равными значению несоответствия, в очередь с низким приоритетом, передает элементы данных, распределенные в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной минимальной скоростью передачи элементов данных (МСПЭД). 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 3 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ Настоящее изобретение относится в основном к устройству и способу предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) в коммутаторе, работающем в асинхронном режиме передачи (АРП-коммутаторе).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Обслуживание с гарантированной скоростью передачи кадров предназначено для поддержки приложений, реализуемых не в режиме реального времени в сети, работающей в АРП (АРП-сети). Это обслуживание предназначено для приложений, в которых может оказаться необходимой гарантия минимальной скорости передачи и можно извлечь выгоду из динамического доступа в дополнительную ширину полосы, имеющуюся в сети. В отличие от обслуживания с доступной скоростью передачи двоичных данных (ДСПДД) ГСПК не требует привязки к протоколу управления потоком данных. Гарантия обслуживания дается на основе протокольных блоков данных 5-го уровня адаптации АРП (ПБД УАА-5) (см. "Протокольный блок данных 5-го уровня адаптации АРП: кадры"). Здесь термин "кадр" относится к блоку, который связывает множество элементов данных для передачи по линии связи. Хотя структура кадров изменяется в зависимости от того, на каком конкретном подуровне УАА используется конкретный кадр, кадр обычно содержит заголовок ПБД, полезную нагрузку ПБД и завершитель (трейлер) ПБД. Однако такую структуру кадра нельзя обрабатывать на уровне АРП. Поэтому кадр идентифицируют путем маркировки последнего элемента данных кадра полем типа полезной нагрузки (полем ТПН) заголовка элемента данных АРП.

В условиях перегрузки сеть исключает элементы данных на уровне кадров, а не на уровне элементов данных. Поэтому обслуживание с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) требует, чтобы элементы данных пользователя были организованы в виде кадров, которые можно выявлять на уровне АРП. После установления соединения с ГСПК конечная система задает пиковую скорость передачи элементов данных (ПСПЭД) и минимальную скорость передачи элементов данных (МСПЭД), которая определяется вместе с максимальным размером кадра (МРК), т.е. максимальным количеством элементов данных в кадре. Пользователь всегда может посылать элементы данных с некоторой скоростью передачи, вплоть до пиковой скорости передачи элементов данных (ПСПЭД), но сеть может осуществлять перенос элементов данных только полными кадрами с минимальной скоростью передачи элементов данных (МСПЭД). Трафик может подаваться с превышением МСПЭД только в пределах имеющихся ресурсов.

Вышеупомянутая гарантия обслуживания предусматривает, что если пользователь посылает кадры со скоростью, которая не превышает МСПЭД, то следует ожидать, что пользователь увидит кадры, доставленные с минимальными потерями. Обслуживание с ГСПК также позволяет пользователю осуществлять посылку со скоростью, превышающей МСПЭД, но избыточный трафик будет доставляться только в пределах имеющихся ресурсов. Далее, такое обслуживание предусматривает, что избыточный трафик от каждого пользователя должен иметь доступ к доле имеющихся ресурсов.

Пользователь может посылать кадры либо маркированными, либо немаркированными. Немаркированный кадр - это кадр, в котором все элементы данных имеют приоритет потери элемента данных (ППЭД), равный 0, а маркированный кадр - это кадр, в котором все элементы данных имеют ППЭД=1. Посылая кадр маркированным, пользователь указывает сети, что такой кадр менее важен, чем немаркированный кадр. Гарантия минимальной скорости передачи элементов данных (МСПЭД) применима только к немаркированным кадрам. Сеть может лишь тегировать элементы данных в немаркированных кадрах, если пользователь запросил опцию тегирования, и делает это либо путем передачи сигналов (в случае коммутируемых виртуальных каналов, КВК), либо путем описания (в случае постоянных виртуальных каналов, ПВК). Элемент данных называют тегированным, если сеть задает его бит ППЭД равным 1. В противном случае тегирование с помощью сети неприменимо. В настоящее время категория обслуживания с ГСПК применима лишь к соединению виртуальных каналов, поскольку размер кадров, вообще говоря, не различается в соединении виртуальных каналов.

Существуют две версии гарантированной скорости передачи кадров (ГСПК), ГСПК. 1 и ГСПК.2. Они отличаются в связи с обработкой бита приоритета потери элемента данных (ППЭД) на основании теста по покадровому обобщенному алгоритму скорости передачи элементов данных (П-ОАСПЭД). В версии ГСПК.1 сеть осуществляет "прозрачную" передачу бита ППЭД, и тегирование не разрешено. В версии ГСПК. 2 тегирование разрешено, а каждый элемент данных соответствует П-ОАСПЭД.

С подробностями обслуживания с ГСПК можно ознакомиться на сайте "Форум АРП" (АТМ Forum) по сети Интернет. См., например, "Проект спецификации управления трафиком. Версия 4.1" ("Traffic Management Specification Draft Version 4.1").

Если сеть может тегировать кадры, которые могут не пройти тест по П-ОАСПЭД, как в версии ГСПК.2, сеть может выявлять кадры, передаваемые с гарантией, по их битам ГСПК в соответствии с состояниями кадров и сети. Если такое выявление кадров осуществимо, то с точки зрения простоты реализации и технических характеристик возможны варианты выбора реализации системы. Однако если сеть не в состоянии осуществлять тегирование, как в версии ГСПК.1, то работа сети должна быть основана на битах ГСПК, маркированных пользователем, для выявления гарантируемых кадров. Элемент данных является соответствующим, если этот элемент данных соответствует контракту на трафик, предварительно заключенному сетью, и элемент данных является несоответствующим, если он не соответствует этому контракту на трафик. Тогда в случае, если тегирование в сети не разрешено, несоответствующие элементы данных не могут быть выявлены, и это затрудняет обработку несоответствующих элементов данных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать устройство и способ эффективного предоставления обслуживания с ГСПК в АРП в соответствии с характеристикой сети путем установления различия между соответствующим элементом данных и несоответствующим элементом данных и запоминания их в разных буферизованных очередях вывода.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать устройство и способ как можно более длительной защиты немаркированных элементов данных от пользователя путем контроля битов ППЭД несоответствующих элементов данных.

Вышеупомянутые задачи можно решить с помощью устройства для предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) в АРП-коммутаторе. Узел проверки соответствия элементов данных применяет к каждому элементу данных вводимого кадра тест по обобщенному алгоритму скорости передачи элементов данных (ОАСПЭД), по биту приоритета потери элемента данных (ППЭД) и по максимальному размеру кадра (МРК), задает бит соответствия (БС) каждого элемента данных в кадре равным значению соответствия, если все элементы данных в кадре проходят тест, и задает БС каждого элемента данных в кадре равным значению несоответствия, если, по меньшей мере, один элемент данных кадра не проходит тест. Узел организации буферизации данных распределяет элементы данных с БС, заданными равными значению соответствия, в очередь с высоким приоритетом, распределяет элементы данных с БС, заданными равными значению несоответствия, в очередь с низким приоритетом, передает элементы данных, распределенные в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной минимальной скоростью передачи элементов данных (МСПЭД), и передает элементы данных, распределенные в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

Также предложен способ предоставления обслуживания с ГСПК в АРП-коммутаторе, заключающийся в том, что (а) в узле проверки соответствия элементов данных применяют к каждому элементу данных вводимого кадра тест по обобщенному алгоритму обработки передачи элементов данных (ОАСПЭД) по биту приоритета потери элемента данных (ППЭД) и по максимальному размеру кадра (МРК), (б) задают бит соответствия (БС) каждого элемента данных в кадре равным значению соответствия, если все элементы данных в кадре проходят тест, применяемый на этапе (а), (в) задают БС каждого элемента данных в кадре равным значению несоответствия, если, по меньшей мере, один элемент данных кадра не проходит тест, применяемый на этапе (а), (г) в узле организации буферизации данных распределяют элементы данных с БС, заданными равными значению соответствия, в очередь с высоким приоритетом, (д) в узле организации буферизации данных распределяют элементы данных с БС, заданными равными значению несоответствия, в очередь с низким приоритетом, (е) передают элементы данных, распределенные в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной минимальной скоростью передачи элементов данных (МСПЭД) и
(ж) передают элементы данных, распределенные в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

В первом аспекте настоящего изобретения при тестировании каждого элемента данных, упомянутом в этапе (а), в узле проверки соответствия элементов данных
(1) с помощью блока тестирования на соответствие элементов данных применяют к каждому элементу данных во вводимом кадре тест на соответствие по ОАСПЭД, по биту ППЭД и по МРК, а затем передают элементы данных по разным каналам в соответствии с результатами теста, при этом
(i) передают элементы данных, которые проходят тест на соответствие элементов данных, в канал для соответствующих элементов данных,
(ii) передают элементы данных, которые не проходят тест на соответствие элементов данных, в канал для несоответствующих элементов данных, а
при упомянутом в этапе (б) задании
(i) с помощью блока задания БС, задают один бит в поле с защитой заголовка от ошибок (ЗЗО) в заголовке каждого элемента данных, принимаемого из канала для соответствующих данных, равным значению соответствия, и
(ii) с помощью блока задания БС, задают один бит в поле с защитой заголовка от ошибок (ЗЗО) в заголовке каждого элемента данных, принимаемого из канала для несоответствующих данных, равным значению несоответствия.

Другой аспект настоящего изобретения заключается в том, что при распределении элементов данных, упомянутом в этапе (г), в узле организации буферизации
(1) с использованием блока распределения элементов данных распределяют элементы данных со значением соответствия в очередь с высоким приоритетом и распределяют элементы данных со значением несоответствия в очередь с низким приоритетом,
(2) организуют очередь распределяемых элементов данных при заданном управлении путем создания буферизованной очереди, имеющей очередь с высоким приоритетом и очередь с низким приоритетом, и
(3) управляют очередью с высоким приоритетом и очередью с низким приоритетом с помощью контроллера очередей для передачи элементов данных, распределенных в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной МСПЭД, и передачи элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

В еще одном аспекте способа предоставления обслуживания с ГСПК, соответствующего настоящему изобретению, при управлении очередями с высоким приоритетом и низким приоритетом с помощью контроллера, упомянутом в этапе (г) (3)
(i) задают предварительно определенную длину перегруженной очереди для очереди с низким приоритетом и
(ii) исключают элементы данных в блоках кадров, когда длина очереди элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, больше длины перегруженной очереди или равна этой длине.

И наконец, в еще одном аспекте настоящего изобретения способ предоставления обслуживания с ГСПК предусматривает этап, при котором контроллер очередей немедленно исключает элементы данных с битами ППЭД, установленные в очередь с низким приоритетом, когда сеть перегружена.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества изобретения станут более очевидными после изучения нижеследующего описания совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 представляет блок-схему устройства для предоставления обслуживания с ГСПК в АРП в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 2 представляет блок-схему последовательности действий, иллюстрирующую процедуру теста на соответствие элементов данных в устройстве для предоставления обслуживания с ГСПК в АРП в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 3 изображает соответствующий элемент данных и несоответствующий элемент данных в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО КОНКРЕТНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Ниже приводится описание предпочтительного конкретного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. С целью ясности изложения опущено подробное описание хорошо известных функций или конструкций, поскольку приведение необязательных подробностей могло бы затруднить понимание изобретения.

Фиг. 1 представляет блок-схему устройства и способа предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) в АРП в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Обращаясь к фиг. 1, отмечаем, что устройство и способ предоставления обслуживания с ГСПК в АРП предусматривают наличие узла 100 проверки соответствия элементов данных и узла 110 организации буферизации данных. Узел 100 проверки соответствия элементов данных включает в себя блок 101 тестирования на соответствие элементов данных и блок 102 задания битов соответствия (БС), соединенный с блоком 101 тестирования на соответствие элементов данных. Узел 110 организации буферизации данных включает в себя блок 111 распределения элементов данных, соединенный с блоком 102 задания битов соответствия, буферизованную очередь 113, подключенную к блоку 111 распределения элементов данных, и контроллер 112 очередей для управления буферизованной очередью 113.

Узел 100 проверки соответствия элементов данных применяет тест на соответствие элементов данных к каждому элементу данных вводимого кадра соединения с ГСПК и задает бит ППЭД для этого элемента данных.

Блок 101 тестирования на соответствие элементов данных тестирует каждый элемент данных вводимого кадра соединения с ГСПК по заданным параметрам трафика. Например, - по обобщенному алгоритму скорости передачи элементов данных (ОАСПЭД), по биту приоритета потери элемента данных (ППЭД) и по максимальному размеру кадра (МРК), которые будут описаны ниже. Сущность идеи теста на соответствие элементов данных раскрыта в вышеупомянутом документе "Проект спецификации управления рабочей нагрузкой. Версия 4.1".

Для ясного понимания объекта настоящего изобретения будет приведено подробное описание теста на соответствие элементов данных со ссылками на фиг.2. Сначала будут описаны параметры трафика и алгоритм, используемый при проведении теста на соответствие элементов данных.

Параметр трафика описывает неотъемлемую характеристику источника трафика. Этот параметр может быть количественным или качественным. Типичные параметры трафика включают в себя пиковую скорость передачи элементов данных (ПСПЭД), установившуюся скорость передачи элементов данных (УСПЭД), минимальную скорость передачи элементов данных (МСПЭД) и максимальный размер кадра (МРК). Определение ПСПЭД таково: эго величина, обратная минимальному времени между поступлениями элементов данных внутри кадра.

Функции уровня АРП (например, мультиплексирование элементов данных) могут изменять характеристики трафика соединений путем введения изменения задержки элементов данных. При мультиплексировании элементов данных из двух или более соединений, элементы данных заданного соединения могут задерживаться одновременно со вставкой элементов данных другого соединения в выходной сигнал мультиплексора. Аналогично, некоторые элементы данных могут задерживаться одновременно со вставкой элементов данных дополнительного физического уровня или элементов данных управления и организации работы (УОР). Следовательно, применительно к пиковому интервалу Т распространения (т.е. величине, обратной ПСПЭД, указанной в контракте), может возникнуть некоторая неупорядоченность времени между поступлениями двух последовательных элементов данных соединения, отслеживаемая в интерфейсе "пользователь - сеть" (ИПС). Верхней границей меры "скопления" является допуск изменения задержки элемента данных (ДИЗЭД).

Для определения соответствия с контрактом на трафик используется ОАСПЭД. При поступлении каждого элемента данных ОАСПЭД определяет, соответствует ли этот элемент данных контракту на трафик соединения. ОАСПЭД - это алгоритм виртуального планирования или алгоритм "Leaky Bucket", хорошо известный в данной области техники. ОАСПЭД используют для определения соотношения между УСПЭД и допуском пакета (ДП). ОАСПЭД характеризуется двумя параметрами: приращением (Прир) и пределом (Пред). Обозначение "ОАСПЭД (Прир, Пред)" означает обобщенный алгоритм скорости передачи элементов данных со значением параметра приращения, которое задано равным Прир, и значением параметра предела, которое задано равным Пред.

Определение соответствия режиму передачи с ГСПК основано на соответствии каждого элемента данных кадра следующим условиям. Кадр является соответствующим, если все элементы данных внутри кадра являются соответствующими, но является несоответствующим, если один или несколько его элементов данных являются несоответствующими.

Элемент данных, сформированный пользователем, является соответствующим, если удовлетворяются все три нижеследующих условия:
1. Элемент данных соответствует ОАСПЭД (1/ПСПЭД, ДИЗЭД).

2. Бит ППЭД в элементе данных имеет то же значение, что и бит ППЭД в первом элементе данных кадра.

3. Либо элемент данных является последним элементом данных кадра, либо количество элементов данных в кадре, включая этот элемент данных, меньше, чем МРК.

Фиг. 2 представляет блок-схему последовательности действий, иллюстрирующую тест на соответствие элементов данных, передаваемых с ГСПК, для каждого элемента данных вводимого кадра, проводимый в блоке 101 тестирования на соответствие элементов данных, изображенном на фиг.1.

Обращаясь к фиг.2, отмечаем, что после поступления элемента данных, на этапе 210 блок 101 тестирования на соответствие элементов данных тестирует этот элемент данных по ОАСПЭД с параметрами 1/ПСПЭД, ДИЗЭД, указывающими значение приращения и значение предела соответственно. Здесь ДИЗЭД определен для потока элементов данных с ППЭД=0+1 (т.е. потока элементов данных с ППЭД= 0 или 1). Параметр 1/ПСПЭД указывает ожидаемое время поступления следующего элемента данных и обновляется при каждом поступлении элемента данных кадра. ДИЗЭД определяет верхний и нижний пределы ошибки для 1/ПСПЭД. Если каждый элемент данных поступает в пределах ДИЗЭД, то элемент данных соответствует ОАСПЭД. Затем процедура переходит к этапу 220.

Если на этапе 220 определено, что элемент данных является первым элементом данных кадра, блок 101 тестирования на соответствие элементов данных регистрирует бит ППЭД первого элемента данных во внутреннем регистре на этапе 221. Если на этапе 220 определено, что элемент данных не является первым элементом кадра, то на этапе 222 блок 101 тестирования на соответствие элементов данных определяет, имеет ли бит ППЭД этого элемента данных то же значение, что и бит ППЭД первого элемента данных, зарегистрированного во внутреннем регистре. Если они одинаковые, то бит ППЭД элемента данных является соответствующим, а если они разные, то элемент данных является несоответствующим.

Если на этапе 222 определено, что бит ППЭД элемента данных является соответствующим, то на этапе 230 блок 101 тестирования на соответствие элементов данных определяет, является ли этот элемент данных последним элементом данных в кадре. Если элемент данных не является последним элементом данных кадра, то на этапе 231 блок 101 тестирования на соответствие элементов данных определяет, меньше ли количество принятых элементов данных, чем МРК. После поступления элемента данных определяется, меньше ли число элементов данных, принятых к этому моменту, чем МРК, и если число элементов данных меньше, чем МРК, то элемент данных соответствует тесту с таким МРК. Если число элементов данных больше, чем МРК, то элемент данных не соответствует тесту с таким МРК. Если элемент данных является последним элементом данных кадра, то этот элемент данных также соответствует МРК.

Когда элемент данных удовлетворяет вышеупомянутым условиям, то на этапе 240 делают вывод, что этот элемент данных является соответствующим. Если, по меньшей мере, одно из тех условий не удовлетворяется на этапах 210, 222 и 231, то на этапе 241 этот элемент характеризуют как несоответствующий.

Тест по ОАСПЭД применяют к каждому элементу данных. Поэтому даже в случае, когда при поступлении элемента данных превышается пороговая длина перегруженной очереди, этот элемент данных защищается, как и другие элементы данных кадра, когда этот элемент данных удовлетворяет вышеупомянутым условиям.

Возвращаясь к фиг.1, отмечаем, что если каждый элемент данных вводимого кадра проходит тест на соответствие элементов данных по упомянутому алгоритму и по упомянутым параметрам трафика, то этот элемент данных подается в блок 102 задания битов соответствия по каналу 103 для соответствующих элементов данных. Если кадр имеет, по меньшей мере, один элемент данных, который не прошел тест на соответствие элементов данных, элементы данных в этом кадре подаются в блок 102 задания битов соответствия по каналу 104 для несоответствующих элементов данных.

Блок 102 задания битов соответствия задает старший бит (СБ) поля с защитой заголовка от ошибок (ЗЗО) в заголовке каждого элемента данных в кадре, принимаемом по каналу 103 для соответствующих элементов данных, равным нулю (БС= 0), т.е. как сигнал низкого уровня. Элемент данных с БС=0 является соответствующим элементом данных. Блок 102 задания битов соответствия задает СБ поля ЗЗО в заголовке каждого элемента данных в кадре, принимаемом по каналу 104 для несоответствующих элементов данных, равным единице (БС=1), т.е. как сигнал высокого уровня. Элемент данных с БС=1 является несоответствующим элементом данных. Поскольку тест на соответствие элементов данных, связанный с параметрами трафика ОАСПЭД, битом ППЭД и МРК, применяется к каждому элементу данных в кадре, то их БС имеют одно и то же значение внутри одного кадра.

Фиг.3 изображает соответствующий элемент данных и несоответствующий элемент данных в устройстве для предоставления обслуживания с ГСПК в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения. СБ поля ЗЗО в заголовке элемента данных представляет собой БС. Если элемент данных имеет БС=0, то это соответствующий элемент. Если элемент данных имеет БС= 1, то это несоответствующий элемент. Блок 102 задания битов соответствия передает каждый имеющийся в кадре элемент данных с его БС, заданным равным нулю или единице, в узел 110 организации буферизации данных.

Блок 111 распределения элементов данных узла 110 организации буферизации данных распределяет элементы данных с БС=0 в очередь 114 с высоким приоритетом, а элементы данных с БС=1 - в очередь 115 с низким приоритетом соответственно. Поскольку элементы данных в одном кадре имеют одно и то же значение БС, эти элементы распределяются в блоках кадров в очереди 114 и 115 с высоким и низким приоритетом.

Контроллер 112 очередей передает элементы данных, вводимые в очередь 114 с высоким приоритетом, предоставляя гарантию обслуживания с МСПЭД. Контроллер 112 очередей задает длину перегруженной очереди, при которой сеть перегружается. За исключением случая, когда длина очереди элементов данных, распределенных в очереди 115 с низким приоритетом, больше, чем длина перегруженной очереди, контроллер 112 очередей обеспечивает для элементов данных доступ к доле имеющейся ширины полосы в сети вместе с другими категориями обслуживания в АРП, например - обслуживания с ДСПДД. Кроме того, контроллер 112 очередей передает элементы данных, распределенные в очередь 115 с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, соответствующей имеющейся ширине полосы сети.

Однако если длина очереди элементов данных, распределенных в очередь 115 с низким приоритетом, больше, чем длина перегруженной очереди, то все элементы данных не могут быть переданы со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети. Поэтому контроллер 112 очередей исключает элементы данных на уровне кадров, управляя таким образом работой (скоростью передачи) сети. Исключенный элемент данных в кадрах обуславливает не одновременное исключение всех элементов данных в одном кадре, а избирательное исключение элементов данных в этом кадре в соответствии с битами ППЭД. При перегрузке трафика в сети контроллер 112 очередей сначала исключает элементы данных с ППЭД=1, а затем как можно дольше защищает немаркированные элементы данных (ППЭД=0).

Как описано выше, настоящее изобретение оказывает такой же эффект, как наблюдаемый в версии ГСПК.2, когда сеть может использовать тегирование внутри системы. Кроме того, тест на соответствие элементов данных задается для элемента данных, вводимого в сеть, даже в версии ГСПК.1, отличающейся тем, что в сети не разрешено тегирование, и, таким образом, настоящее изобретение может защитить элемент данных, который противоречит контракту на соединение сети, но не маркируется пользователем, если этот элемент данных считается важным. Получаемая организация трафика позволяет защитить сеть от пользователей, у которых истек срок действия контракта на соединение или которые нарушают контракт.

Хотя изобретение проиллюстрировано и описано со ссылками на предпочтительный конкретный вариант его осуществления, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что можно внести различные изменения в его форму и содержание, не отступая от сущности и объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) в коммутаторе, работающем в асинхронном режиме передачи (АРП-коммутаторе), содержащее узел проверки соответствия элементов данных для применения к каждому элементу данных вводимого кадра теста по обобщенному алгоритму скорости передачи элементов данных (ОАСПЭД), по биту приоритета потери элемента данных (ППЭД) и по максимальному размеру кадра (МРК), задания бита соответствия (БС) каждого элемента данных в кадре равным значению соответствия, если все элементы данных в кадре проходят тест, и задания БС каждого элемента данных в кадре равным значению несоответствия, если, по меньшей мере, один элемент данных кадра не проходит тест, и узел организации буферизации данных для распределения элементов данных с БС, заданными равными значению соответствия, в очередь с высоким приоритетом, распределения элементов данных с БС, заданными равными значению несоответствия, в очередь с низким приоритетом, передачи элементов данных, распределенных в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной минимальной скоростью передачи элементов данных (МСПЭД) и передачи элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

2. Устройство для предоставления обслуживания с ГСПК по п.1, отличающееся тем, что узел проверки соответствия элементов данных содержит блок тестирования на соответствие элементов данных для применения к каждому элементу данных вводимого кадра теста по ОАСПЭД, по биту ППЭД и по МРК и передачи элементов данных по разным каналам в соответствии с результатами теста, канал для соответствующих элементов данных, предназначенный для передачи элементов данных, которые проходят тест на соответствие элементов данных, канал для несоответствующих элементов данных, предназначенный для передачи элементов данных, которые не проходят тест на соответствие элементов данных, и блок задания БС, предназначенный для задания одного бита в поле с защитой заголовка от ошибок (330) в заголовке каждого элемента данных, принимаемого из канала для соответствующих элементов данных, равным значению соответствия, и задания одного бита в поле 330 в заголовке каждого элемента данных, принимаемого из канала для несоответствующих элементов данных, равным значению несоответствия.

3. Устройство для предоставления обслуживания с ГСПК по п.1, отличающееся тем, что узел организации буферизации данных содержит блок распределения элементов данных, предназначенный для распределения элементов данных со значением соответствия в очередь с высоким приоритетом, а элементов данных со значением несоответствия - в очередь с низким приоритетом, блок буферизованной очереди, имеющей очередь с высоким приоритетом и очередь с низким приоритетом, для организации очереди распределяемых элементов данных при заданном управлении и контроллер очередей для управления очередью с высоким приоритетом и очередью с низким приоритетом, передачи элементов данных, распределенных в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной МСПЭД, и передачи элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

4. Устройство для предоставления обслуживания с ГСПК по п.2, отличающееся тем, что узел организации буферизации данных содержит блок распределения элементов данных, предназначенный для распределения элементов данных со значением соответствия в очередь с высоким приоритетом, а элементов данных со значением несоответствия - в очередь с низким приоритетом, блок буферизованной очереди, имеющей очередь с высоким приоритетом и очередь с низким приоритетом, для организации очереди распределяемых элементов данных при заданном управлении и контроллер очередей для управления очередью с высоким приоритетом и очередью с низким приоритетом, передачи элементов данных, распределенных в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной МСПЭД, и передачи элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

5. Устройство для предоставления обслуживания с ГСПК по п.3, отличающееся тем, что контроллер очередей задает предварительно определенную длину перегруженной очереди для очереди с низким приоритетом и исключает элементы данных в блоках кадров, если длина очереди элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, больше длины перегруженной очереди или равна этой длине.

6. Устройство для предоставления обслуживания с ГСПК по п.5, отличающееся тем, что контроллер очередей прежде всего исключает элементы данных с битами ППЭД, установленные в очередь с низким приоритетом, когда сеть перегружена.

7. Способ предоставления обслуживания с гарантированной скоростью передачи кадров (ГСПК) в коммутаторе, работающем в асинхронном режиме передачи (АРП-коммутаторе), заключающийся в том, что (а) в узле проверки соответствия элементов данных применяют к каждому элементу данных вводимого кадра тест по обобщенному алгоритму скорости передачи элементов данных (ОАСПЭД), по биту приоритета потери элемента данных (ППЭД) и по максимальному размеру кадра (МРК),(б) задают бит соответствия (БС) каждого элемента данных в кадре равным значению соответствия, если все элементы данных в кадре проходят тест, применяемый на этапе (а), (в) задают БС каждого элемента данных в кадре равным значению несоответствия, если, по меньшей мере, один элемент данных кадра не проходит тест, применяемый на этапе (а), (г) в узле организации буферизации данных распределяют элементы данных с БС, заданными равными значению соответствия, в очередь с высоким приоритетом, (д) в узле организации буферизации данных распределяют элементы данных с БС, заданными равными значению несоответствия, в очередь с низким приоритетом, (е) передают элементы данных, распределенные в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной минимальной скоростью передачи элементов данных (МСПЭД) и (ж) передают элементы данных, распределенные в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

8. Способ предоставления обслуживания с ГСПК по п.7, отличающийся тем, что при тестировании каждого элемента данных, упомянутом в этапе (а) в узле проверки соответствия элементов данных (1) с помощью блока тестирования на соответствие элементов данных, применяют к каждому элементу данных вводимого кадра, тест на соответствие по ОАСПЭД, по биту ППЭД и по МРК, а затем передают элементы данных по разным каналам в соответствии с результатами теста и при этом (i) передают элементы данных, которые проходят тест на соответствие элементов данных, в канал для соответствующих данных,(ii) передают элементы данных, которые не проходят тест на соответствие элементов данных, в канал для несоответствующих данных, а при упомянутом в этапе (б) задании (i) с помощью блока задания БС задают один бит в поле с защитой заголовка от ошибок (330) в заголовке каждого элемента данных, принимаемого из канала для соответствующих данных, равным значению соответствия и (ii) с помощью блока задания БС задают один бит в поле с защитой заголовка от ошибок (330) в заголовке каждого элемента данных, принимаемого из канала для несоответствующих данных, равным значению несоответствия.

9. Способ предоставления обслуживания с ГСПК по п.7, отличающийся тем, что при распределении элементов данных, упомянутом в этапе (г) в узле организации буферизации (1) с использования блока распределения элементов данных распределяют элементы данных со значением соответствия в очередь с высоким приоритетом и распределяют элементы данных со значением несоответствия в очередь с низким приоритетом, (2) организуют очередь распределяемых элементов данных при заданном управлении, создавая буферизованную очередь, имеющую очередь с высоким приоритетом и очередь с низким приоритетом, и (3) управляют очередью с высоким приоритетом и очередью с низким приоритетом с помощью контроллера очередей для передачи элементов данных, распределенных в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной МСПЭД, и передачи элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

10. Способ предоставления обслуживания с ГСПК по п.8, отличающийся тем, что при распределении элементов данных, упомянутом в этапе (г), в узле организации буферизации (1) с использования блока распределения элементов данных распределяют элементы данных со значением соответствия в очередь с высоким приоритетом и распределяют элементы данных со значением несоответствия в очередь с низким приоритетом, (2) организуют очередь распределяемых элементов данных при заданном управлении, создавая буферизованную очередь, имеющую очередь с высоким приоритетом и очередь с низким приоритетом, и (3) управляют очередью с высоким приоритетом и очередью с низким приоритетом с помощью контроллера очередей для передачи элементов данных, распределенных в очередь с высоким приоритетом, с гарантированной МСПЭД, и передачи элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, со скоростью передачи элементов данных, которую допускает ширина полосы, имеющаяся в сети.

11. Способ предоставления обслуживания с ГСПК по п.9, отличающийся тем, что при управлении очередями с высоким приоритетом и низким приоритетом с помощью контроллера, упомянутом в этапе (г) (3), (i) задают предварительно определенную длину перегруженной очереди для очереди с низким приоритетом и (ii) исключают элементы данных в блоках кадров, когда длина очереди элементов данных, распределенных в очередь с низким приоритетом, больше длины перегруженной очереди или равна этой длине.

12. Способ предоставления обслуживания с ГСПК по п.11, отличающийся тем, что при исключении с помощью контроллера очередей, упомянутом в этапе (г) (3) (ii) немедленно исключают элементы данных с битами ППЭД, установленные в очередь с низким приоритетом, когда сеть перегружена.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3