DE19745020B4

DE19745020B4 - Verfahren zum Steuern des Datenverkehrs in einem ATM-Netzwerk

Info

Publication number: DE19745020B4
Application number: DE19745020A
Authority: DE
Inventors: Daniel Weberhofer
Original assignee: Keymile AG
Current assignee: Keymile AG
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-11
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2017-10-12
Also published as: GB2322037B; DE19745020A1; GB9722624D0; GB2322037A; US6014384A; JPH10190698A

Abstract

Verfahren zum Steuern des Datenverkehrs in einem ATM-Netzwerk (ATM = Asynchronous Transfer Mode), bei welchem eine Mehrzahl von Knoten (2 bis 6) über eine Ringleitung (1) verbunden sind, und an jedem Knoten (2 bis 6) eine Mehrzahl von Access Ports (22.1 bis 22.3) für das Senden und Empfangen von ATM-Zellen vorhanden sein können, wobei
a) in jedem Knoten (2 bis 6) die ATM-Zellen nach einer vorgegebenen QoS-Klassifikation (QoS = Quality of Service) getrennt behandelt werden,
b) pro Access Port (22.1 bis 22.3) für jede Klasse der QoS-Klassifikation eine eigene Warteschlange (19.1 bis 19.4) vorgesehen wird,
c) in jedem Knoten mit einem Zellenmonitor (23) der Datenverkehr auf der Ringleitung (1) nach QoS-Klassen aufgeschlüsselt überwacht wird und
d) in jedem Knoten Backpressure-Signale für einzelne oder mehrere der genannten Warteschlangen (19.1 bis 19.4) des Knotens erzeugt werden, um einen Insert-Datenstrom zu drosseln.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Datenverkehrs in einem ATM-Netzwerk, bei welchem eine Mehrzahl von Knoten über eine Ringleitung verbunden sind und an jedem Knoten eine Mehrzahl von Access Ports für das Senden und Empfangen von ATM-Zellen vorhanden sein können.
Stand der Technik
In einem Netzwerk mit paketorientierter Datenübertragung zwischen mehreren Knoten ist das Traffic-Management von zentraler Bedeutung. Bei einem ATM-System (ATM = Asynchronous Transfer Mode) mit Ringstruktur ergibt sich das Bedürfnis nach einer Steuerung des Datenverkehrs daraus, dass die Summe der Bandbreite aller Systemanschlüsse (access Ports) in aller Regel grösser ist als die Bandbreite der Ringleitung.
Aus der US-5.475.682 A ist z.B. ein ATM-Netzwerk bekannt, bei welchem die in einem Knoten eintreffenden ATM-Zellen entsprechend ihrer Destination auf verschiedene Output-Warteschlangen aufgeteilt und dann weitergeschickt werden. Die Knoten können eine Überlastungssituation mit sogenannten Backpressure-Signalen an die stromaufwärts liegenden Knoten signalisieren. Im stromaufwärts liegenden Knoten werden die für den signalisierenden Knoten bestimmten Datenpakete in einem Buffer zwischengespeichert. Ist der Buffer voll, werden die Datenpakete trotzdem an den stromabwärts liegenden Knoten übertragen. Dort werden im Fall einer Überlastung Pakete des längsten Bursts aus dem Speicher geschoben und gehen verloren. Mit diesem Verfahren soll verhindert werden, dass ein Knoten alle vorangehenden blockieren kann.
Aus der US-5.339.317 A ist ein Verfahren zum Steuern des Datenverkehrs in einem ATM-Netzwerk bekannt, bei welchem eine Mehrzahl von Knoten über eine Ringleitung verbunden sind und an jedem Knoten eine Mehrzahl von Accessports für das Senden und Empfangen von ATM-Zellen vorhanden sein können. In jedem Knoten werden die ATM-Zellen nach einer vorgegebenen QoS-Klassifikation getrennt behandelt, wobei für jede Klasse der QoS-Klassifikation eine eigene Warteschlange vorgesehen wird und mit einem Zellenmonitor der Datenverkehr auf der Ringleitung, nach QoS-Klassen aufgeschlüsselt, überwacht wird.
Da die Daten meist unregelmäßig anfallen. kann es wichtig sein, die Länge des Bursts zu bestimmen und statistisch zu kontrollieren. Zur Durchführung dieser Kontrolle sind verschiedene Leaky-Bucket-Systeme bekannt (vgl. z. B. US-5.448.567 , US-5.295.135 , US-5.339.332 , US-5.418.777 ).
Aus ATM-Forum (Hrsg.): Traffic Management Specification, Version 4.0, af-tm-0056.000, April 1996 ist dem Fachmann bekannt, zur Steuerung der Rate der innerhalb eines ATM-Netzwerk von einer Quelle zu einem Ziel übertragenen Zellen sogenannte Resource-Management-Zellen zu verwenden.
Ein wichtiger Vorteil von ATM-Systemen besteht bekanntlich darin, dass unterschiedlichste Dienstleistungen mit ein und demselben Netzwerk erbracht werden können. Das Problem liegt nun darin, das Traffic-Management so zu konzipieren, dass die unterschiedlichen Spezifikationen (maximale zulässige Verzögerung, Zellenverlustrate, Bandbreite etc.) auch eingehalten bzw. erfüllt werden. Insbesondere gilt es zu vermei den, dass ein Dienst mit niedriger Priorität einen solchen mit höherer stören oder sogar blockieren kann.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, das bzw. die einen paketorientierten Datenverkehr mit unterschiedlich definierten Übertragungsdiensten unterstützt.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung werden die ATM-Zellen in jedem Knoten nach ihrer Zugehörigkeit zu einer QoS-Klasse einer vordefinierten QoS-Klassifikation separat behandelt. Pro Access Port ist für jede QoS-Klasse eine eigene Warteschlage vorgesehen. Mit einem Zellenmonitor wird der Datenverkehr auf der Ringleitung in jedem Knoten nach QoS-Klassen getrennt überwacht. Wird ein Leistungsmerkmal einer QoS-Klasse auf der Ringleitung nicht erfüllt, dann werden in jedem Knoten Backpressure-Signale für einzelne oder mehrere Warteschlangen des Knotens erzeugt, welches zum Drosseln mindestens einer zugeordneten Warteschlange der Access Ports dient.
Die Aufgabe wird auch mit einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Anders als beim Stand der Technik werden die ATM-Zellen nicht alle gleich behandelt. Vielmehr wird aufgrund der unterschiedlichen Spezifikationen der Dienste im Netzwerk eine Klassifikation durchgeführt. Es soll also in jedem Knoten die Klassifikation der ATM-Zellen festgestellt werden. Einerseits werden die zu übertragenden ATM-Zellen im voraus entsprechend ihrer Klassenzugehörigkeit in die entsprechende Warteschlange gegeben. Andererseits werden die durchlaufenden Zellen (Transit-Verkehr) detektiert und statistisch registriert.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Erzeugung von Backpressure-Signalen, die auf einzelne spezifische Warteschlangen gerichtet sind. Damit wird eine undifferenzierte Drosselung des Insert-Datenverkehrs verhindert. Ein Vorteil der Erfindung besteht schliesslich auch darin, dass der Transit-Verkehr mit hoher Geschwindigkeit und minimalem schaltungstechnischem Aufwand verarbeitet werden kann. Damit wird insbesondere die Verwendung von optischen oder optoelektronischen Schaltungselementen ermöglicht.
Vorzugsweise wird auch der Insert-Datenverkehr nach QoS-Klassen getrennt überwacht. Auf diese Weise lassen sich die Bedürfnisse der verschiedenen Knoten erfassen, so dass das System gezielt so konfiguriert bzw. adaptiert werden kann, dass gewisse Bandbreiten reserviert werden können.
Zum Bestimmen und Steuern des Datenverkehrs kann ein Leaky-Bucket-Verfahren eingesetzt werden. Bei einem solchen sind zwar gewisse obere bzw. untere Grenzen vorgegeben, diese können jedoch vorübergehend um ein bestimmtes Mass über- bzw. unterschritten werden.
Die Backpressure-Signale können tel quel (so wie sie sind) zur Drosselung der entsprechenden Warteschlagen benutzt werden. D.h. dass eine bestimmte Warteschlange nicht mehr bedient wird, wenn für sie ein Backpressure-Signal vorliegt. Hochwertigen QoS-Klassen kann so eine absolute bzw. strikte Priorität über diejenigen mit geringerem Wert zukommen.
Es sind aber auch feiner abgestufte Warteschlangen-Bedienungsschemata möglich. Werden z.B. aufgrund einer bestimmten Überlastungssituation gleich mehrere Backpressure-Signale erzeugt und werden die entsprechenden Warteschlangen überhaupt nicht mehr bedient, dann kann eine sogenannte „Aushungerung" entstehen. Um dies zu vermeiden, können die Backpressure-Signale z.B. mit einem Arbiter so verarbeitet werden, dass die Warteschlangen mit niedriger Priorität trotzdem von Zeit zu Zeit bedient werden.
Um den Datenverkehr und die zur Verfügung stehende Bandbreite überwachen zu können, ist z.B. eine Zentrale (oder ganz allgemein ein Resource-Manager) am Netzwerk angeschlossen. Die lokal erfassten Daten über den Datenverkehr und den Insert-Datenstrom werden vorzugsweise periodisch oder sporadisch an diese Zentrale weitergeleitet, welche dann für jeden Knoten geeignete Parameter (z.B. Leaky-Bucket- Parameterwerte) errechnet und dadurch eine Optimierung der Übertragungsleistung des Gesamtsystems für die verschiedenen QoS-Klassen ermöglicht. Es ist zu betonen, dass die Zentrale im echtzeitmässigen Traffic-Management nicht involviert ist. Sie dient allein dazu, die optimalen Systemparameter (mit Hilfe von Langzeitstatistiken) zu finden und die Zuteilung der Bandbreite zu überwachen. Die Funktionalität der Zentrale braucht nicht in einen physikalisch eigenständigen Server verwirklicht zu sein. Es kann auch in einzelnen oder allen Knoten eine entsprechende Netzwerk-Funktion implementiert sein.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform werden zumindest die Bandbreite und die Burstlänge ausgangsseitig des Knotens für jede QoS-Klasse separat gemessen und überwacht. Selbstverständlich können auch noch weitere relevante Parameter bestimmt werden.
Um die ATM-Zellen möglichst schnell und effizient bearbeiten zu können, werden sie beim Eintritt in das Netzwerk (d. h. beim Access-Port) mit einer klassenspezifischen Markierung (Identifier) versehen bzw. ergänzt. Vor dem Verlassen des Übertragungssystems wird die Markierung wieder entfernt, so dass der Benutzer (User) von dieser Massnahme nichts merkt.
Die schaltungstechnische Umsetzung des Verfahrens kann mit an sich bekannten Elementen erfolgen. Die Ringleitung ist vorzugsweise ein Lichtleiter (Glasfaserkabel). Die Demultiplexer und Multiplexer (eingangs- und ausgangsseitig des Knotens) sind als elektronische Schaltungen implementiert. Allerdings steht einer Skalierung der Übertragungsgeschwindigkeit nach oben mit Hilfe von optischen Multiplexern/Demultiplexern nichts entgegen.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
1 Eine schematische Darstellung eines Netzwerkes;
2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der erfindungsgemässen Funktionen.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Das vorliegende Ausführungsbeispiel geht von einer Netzwerkstruktur aus, wie sie in 1 gezeigt ist. Eine Mehrzahl von Knoten 2,..., 6 ist durch eine Ringleitung 1 (z. B. ein faseroptisches Kabel) verbunden. An jedem Knoten 2,..., 6 können nach Bedarf User 7.1,..., 7.10 über Access Ports angeschlossen werden. Jeder User 7.1,..., 7.10 kann an irgendeinen anderen Daten übertragen. Es kann sich dabei um (digitalisierte) Sprachsignale, Videosignale, Steuerbefehle für Maschinen oder Produktionsanlagen oder um Datenfiles handeln. Die Richtung des Datenflusses in der Ringleitung 1 kann Z. B. fest vorgegeben sein (z. B. entsprechend dem Uhrzeigersinn).
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Optimierung des Traffic-Managements eine Zentrale 8 (Server) vorgesehen. Diese kann an irgendeinem Knoten 5 angeschlossen sein. Sie erhält von den Knoten 2,..., 6 Informationen über den Datenverkehr (z.B. bei Beginn eines Verbindungsaufbaus) und erstellt eine Systemkonfiguration aufgrund der erhaltenen Langzeitstatistik. Sie gibt den Knoten 2,..., 6 die Parameterwerte über die für die verschiedenen QoS-Klassen zu reservierenden Bandbreiten und/oder die zu erwartenden Burstlängen vor.
2 zeigt ausschnittsweise ein Blockschaltbild des Knotens 6. Am Eingang 9 ist die Ringleitung 1 auf einen Demultiplexer 11 geführt, welcher diejenigen ATM-Zellen ex trahiert (Extract-Leitung 14), die an einen User des vorliegenden Knotens 6 gerichtet sind. Alle anderen ATM-Zellen werden über eine Transit-Leitung 13 direkt an den Multiplexer 12 weitergegeben. Dieser kombiniert den Insert-Datenstrom (Insert-Leitung 15) mit dem durchlaufenden und schickt ihn über den Ausgang 10 zum nächsten Knoten.
Die Extraktion der ATM-Zellen ist im vorliegenden Zusammenhang nicht von Interesse. Entsprechend ist die Extract-Leitung 14 nur andeutungsweise eingezeichnet und es fehlen die Zwischenspeicher bzw. Warteschlangen. Von Bedeutung ist dagegen die Kontrolle und Steuerung des Insert-Datenstroms. Dieser enthält ATM-Zellen, die sich hinsichtlich des zu erfüllenden Standards der Übertragung unterscheiden können. Im folgenden sollen beispielhaft ein paar QoS-Klassen (QoS = Quality of Service) charakterisiert werden.
CBR-Kategorie: Für gewisse Anwendungen ist es z. B. wichtig, dass während des Bestehens der Kommunikationsverbindung ständig eine ganz bestimmte Bandbreite zur Verfügung steht. Die Grösse der Bandbreite kann durch einen bestimmten PCR-Wert (PCR = Peak Cell Rate) charakterisiert werden. Um einen solchen Dienst anbieten zu können, muss das Netzwerk eine entsprechende Bandbreite während der Dauer der Verbindung freihalten bzw. reservieren. Weitere CBR-Parameter sind z.B. die Zellenverzögerungszeit CD (Cell Delay) und die Variation der Zellenverzögerungszeit CDV (CDV = Cell Delay Variation).
rt-VBR-Kategorie: Weiter lässt sich z.B. eine Kategorie für Echtzeit-Anwendungen mit variabler Bitrate definieren. Bei dieser wird eine enge Toleranz für die maximale Verzögerungszeit (CDV) bei der Übertragung der Zellen verlangt. Zusätzlich werden z. B. eine maximale Burstlänge (MBS = Maximum Burst Size) und ein PCR-Wert definiert.
UBR-Kategorie: Für den File-Transfer und ähnliche Kommunikation ist es nicht nötig, einen hohen Standard für die Übertragungsqualität zu verlangen, da weder Verzögerungen noch Datenverluste zu einem nichtbehebbaren Fehler führen.
Weitere Einzelheiten können dem Dokument ATM FORUM Traffic Management Specification 4.0, AF-95-0013, R13, April 96 entnommen werden.
Gemäss der Erfindung wird innerhalb des Netzwerkes die Verarbeitung der ATM-Zellen entsprechend ihrer Zugehörigkeit zu einer der verfügbaren QoS-Klassen aufgeteilt. Dies soll in folgenden anhand der 2 näher erläutert werden.
Im Knoten 6 sind z. B. drei Access Ports 22.1 bis 22.3 vorhanden, welche alle gleich ausgebildet sind. Im folgenden werden die wesentlichen Funktionen und Bestandteile anhand des Access Ports 22.2 beschrieben. Dieser verfügt über einen Dateneingang 16 und einen Datenausgang 17 für die ATM-Zellen. Die zu übertragenden ATM-Zellen werden zunächst mit einem Mapper 18 identifiziert. Dieser bestimmt, welcher QoS-Klasse eine Zelle angehört, und führt sie der entsprechenden Warteschlange 19.1 bis 19.4 zu. ATM-Zellen mit hoher Übertragungspriorität werden also von solchen mit niedriger Übertragungspriorität separiert. Die Länge der Warteschlangen 9.1 bis 19.4 ist auf die maximale (oder durchschnittliche) Burstlänge des entsprechenden Übertragungsdienstes abgestimmt.
Ausgangsseitig werden die Warteschlangen 19.1 bis 19.4 von einen Arbiter 20 bedient. D. h. dieser bestimmt, welche der Warteschlangen 19.1 bis 19.4 über die Insert-Leitung 15 und den Multiplexer 12 in die Ringleitung 1 entleert wird. Sofern auf der Ringleitung 1 genügend Übertragungskapazität vorhanden ist, bietet das Einfügen der Daten in den Transit- Datenstrom kein Problem. Ist dagegen der Transit-Datenstrom vorübergehend zu gross, als dass die momentan anstehende Insert-Datenmenge vollständig verarbeitet werden könnte, muss in den Datenverkehr steuernd eingegriffen werden. Dies läuft gemäss der Erfindung im einzelnen wie folgt ab.
Zunächst gilt es, den Datenverkehr zu überwachen. Zu diesem Zweck ist ausgangsseitig des Multiplexers 12 und an der Insert-Leitung 15 je ein Datenmonitor 23 respektive 24 vorgesehen. Diese registrieren die QoS-Klasse der durchlaufenden ATM-Zellen und ermitteln die aktuell genutzte Bandbreite, die Burstlänge der Datenübertragung und erforderlichenfalls weitere Parameter. Um eine ATM-Zelle einer QoS-Klasse zu ordnen zu können, kann ein Mapper vorgesehen sein, welcher aufgrund der im Kopf der Zelle enthaltenen Informationen und einer Zuordnungstabelle die Klassenzugehörigkeit bestimmt. Es ist aber auch möglich, systemintern eine spezielle Markierung im Kopf der Zelle anzubringen (z. B. beim Durchlauf durch den Mapper 18), so dass die klassenmässige Identifikation der ATM-Zellen in den Datenmonitoren 23, 24 vereinfacht und beschleunigt wird.
Ein Backpressure-Generator 25 wertet die von den Datenmonitoren 23, 24 gelieferten Daten aus, um über die Backpressure-Leitungen 21 gezielt den Daten-Insert bremsen zu können. Bei der Auswertung geht es darum festzustellen, in welcher QoS-Klasse die vordefinierten Werte (Konfigurationswerte) überschritten werden und welche Warteschlangen deshalb zu bremsen sind.
Zur Messung bzw. Überwachung des Datenverkehrs kann pro QoS-Klasse ein Leaky-Bucket-System vorgesehen sein. Ein solches umfasst im Prinzip einen Zähler, der einerseits mit jeder registrierten ATM-Zelle inkrementiert und andererseits jeweils nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls um einen bestimmten Wert zurückgesetzt wird. Aus dem eingangs zitierten Stand der Technik sind diverse Leaky-Bucket-Verfahren bekannt. Es erübrigt sich daher, an dieser Stelle weiter in die Einzelheiten zu gehen.
Es ist zu beachten, dass im Rahmen der Erfindung für jede Warteschlange 19.1,..., 19.4 ein eigenes Backpressure-Signal erzeugt wird. Das Backpressure-Signal für die Warteschlange 19.1 beispielsweise steuert aber nicht nur die genannte Warteschlange des Access Ports 22.2, sondern alle gleichwertigen Warteschlangen aller Access Ports 22.1,..., 22.3.
In jedem Access Port 22.1,..., 22.3 ist ein Arbiter 20 vorgesehen, welcher die Warteschlangen 19.1,..., 19.4 entsprechend einem vorgegebenen Schema und in Abhängigkeit der an den Backpressure-Leitungen 21 anliegenden Signale bedient.
Im einfachsten Fall wird die Bedienung derjenigen Warteschlange gestoppt, für welche ein Backpressure-Signal vorliegt. Wird beispielsweise mit dem Datenmonitor 23 fest gestellt, dass die im Umlauf befindlichen ATM-Zellen der UBR-Kategorie die konfigurationsmässig vorgegebene bzw. zulässige Bandbreite ausfüllen oder sogar überschreiten, dann wird ein Backpressure-Signal für die entsprechende Warteschlange erzeugt, so dass ATM-Zellen dieser Kategorie vorübergehend nicht in den Insert-Datenstrom gelangen können.
Weiter ist es möglich, alle Warteschlangen zu stoppen, deren QoS-Klasse eine niedrigere Priorität geniesst als diejenige, deren Qualitätsmerkmale Gefahr laufen, verletzt zu werden. Überschreiten beispielsweise die ATM-Zellen der obersten Kategorie (CBR) die vorgegebenen Grenzwerte, dann können z. B. alle anderen Kategorien vorübergehend gebremst werden.
Der Arbiter 20 braucht nicht streng prioritär organisiert zu sein. D. h. selbst wenn er ein Backpressure-Signal für die Warteschlange 19.3 erhält, muss er diese nicht zwingend stoppen. Denkbar ist z. B., dass er die fragliche Warteschlange 19.3 viel seltener (z. B. zehnmal seltener) bedient als im Normalfall. Es ist auch möglich, einen sogenannten Bedienungszeiger zu definieren, der immer dann aktiviert wird, wenn gleichzeitig mehrere Backpressure-Signale vorliegen, und der auf irgendeine der zu drosselnden Warteschlangen gerichtet wird. Die auf diese Weise identifizierte Warteschlange wird in reduziertem Ausmass bedient, die übrigen Warteschlangen mit Backpressure-Signalen dagegen gar nicht. Von Zeit zu Zeit wird der Bedienungszeiger auf eine der vollständig gestoppten Warteschlangen gerichtet. Infolgedessen wird die eine Warteschlange gar nicht mehr bedient, dafür die andere ein wenig. Auf diese Weise können die gedrosselten Warteschlangen sukzessive und erforderlichenfalls zyklisch durchgearbeitet werden. Eine vollständige Blockierung eines bestimmten Dienstes aufgrund einer Netzwerkbelastung durch höhergeordnete kann auf diese Weise verhindert werden.
Mit der optional vorgesehenen Zentrale 8 kann die Systemkonfiguration an die sich im Lauf der Zeit ändernden Bedürfnisse angepasst werden. Indem die Knoten 2,..., 6 statistische Informationen über den lokalen Datenverkehr sammeln und diese an die Zentrale 8 übertragen, können dort z. B. die Bandbreiten neu konfiguriert bzw. verteilt werden. Die Zentrale gibt den Knoten 2,..., 6 die neue Systemkonfiguration z. B. alle paar Sekunden vor.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass es mit dem erfindungsgemässen Traffic-Management möglich wird, eine Vielzahl von unterschiedlichen Übertragungsdiensten so zu erbringen, dass auch bei erhöhter Belastung des Netzwerkes die Dienste niedrigerer Priorität diejenigen höherer nicht blockieren können. Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass kein zentrales Zugriffsprotokoll (media access protocol) erforderlich ist. Die Übertragungsgeschwindigkeit im Ring lässt sich dadurch leichter in den Bereich von mehreren Gbit/s hochskalieren.

Claims

Verfahren zum Steuern des Datenverkehrs in einem ATM-Netzwerk (ATM = Asynchronous Transfer Mode), bei welchem eine Mehrzahl von Knoten (2 bis 6) über eine Ringleitung (1) verbunden sind, und an jedem Knoten (2 bis 6) eine Mehrzahl von Access Ports (22.1 bis 22.3) für das Senden und Empfangen von ATM-Zellen vorhanden sein können, wobei a) in jedem Knoten (2 bis 6) die ATM-Zellen nach einer vorgegebenen QoS-Klassifikation (QoS = Quality of Service) getrennt behandelt werden, b) pro Access Port (22.1 bis 22.3) für jede Klasse der QoS-Klassifikation eine eigene Warteschlange (19.1 bis 19.4) vorgesehen wird, c) in jedem Knoten mit einem Zellenmonitor (23) der Datenverkehr auf der Ringleitung (1) nach QoS-Klassen aufgeschlüsselt überwacht wird und d) in jedem Knoten Backpressure-Signale für einzelne oder mehrere der genannten Warteschlangen (19.1 bis 19.4) des Knotens erzeugt werden, um einen Insert-Datenstrom zu drosseln.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Knoten (2 bis 6) der Insert-Datenstrom mit einem Zellenmonitor (24) überwacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung nach einem Leaky-Bucket-Prinzip erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Backpressure-Signale nach einem strikten Prioritäten-Schema der QoS-Klassen erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Backpressure-Signale mit einem Arbiter (20) so in ein Warteschlangen-Bedienungsschema umgesetzt werden, dass auch dann, wenn für eine bestimmte Warteschlange ein Backpressure-Signal vorliegt, diese Warteschlange zumindest sporadisch bedient wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Knoten (2 bis 6) lokal eine aktuell benutzte Bandbreite und eine Burstlänge für jede QoS-Klasse separat gemessen und mit einem vorgegebenen Wert verglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ATM-Zellen eingangsseitig der Access Ports (22.1 bis 22.3) mit einer zusätzlichen Markierung ergänzt werden, welche eine schnelle Klassierung der ATM-Zellen durch die Zellenmonitoren (23, 24) ermöglicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Knoten (2 bis 6) statistische Daten über den umlaufenden und den Insert-Datenverkehr gesammelt werden, dass diese Daten sporadisch an eine Zentrale (8) geschickt werden, dass die Zentrale (8) die Systemkonfiguration entsprechend adaptiert und die neuen Konfigurationswerte an die Knoten (2 bis 6) weitergibt.
Schaltungsanordnung als Knoten in einem ATM-Netzwerk, umfassend a) eine Demultiplexer/Multiplexer-Anordnung (11, 12) zum Extrahieren und Einfügen von ATM-Zellen aus dem und/oder in das ATM-Netzwerk, b) mindestens einen Access Port (22.1 bis 22.3) mit mehreren Warteschlangen (19.1 bis 19.4) zum Zwischenspeichern der zu übertragenden ATM-Zellen, wobei die einzufügenden ATM-Zellen nach Zugehörigkeit zu unterschiedlichen QoS-Klassen getrennt werden, c) mindestens einen Zellenmonitor (23) zum Überwachen des aus dem Knotenpunkt ausgehenden Datenstroms und d) einen Backpressure-Generator (25), um in Abhängigkeit des überwachten Datenstroms gezielt für eine oder mehrere Warteschlangen (19.1 bis 19.4) ein Backpressure-Signal zur Drosselung des Insert-Datenstroms zu erzeugen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbiter (20) mit einem Warteschlangen-Bedienungsschema vorgesehen ist, welcher die ATM-Zellen in Abhängigkeit von den anliegenden Backpressure-Signalen aus den Warteschlangen (19.1 bis 19.4) ausliest.