DE69835781T2 - Vorrichtung mit einem gewichteten gerechten Warteschlangenverfahren und mit adaptiver Umverteilung der Bandbreite - Google Patents

Vorrichtung mit einem gewichteten gerechten Warteschlangenverfahren und mit adaptiver Umverteilung der Bandbreite Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein auf Paketen basierende Kommunikationssysteme und insbesondere in Routern und Vermittlungen in einem auf Paketen basierenden Kommunikationssystem implementierte Systeme mit fairen Warteschlangen.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Sehr viel Forschung hat sich auf die Entwicklung von Warteschlangensystemen für auf Paketen basierende Kommunikationsnetze konzentriert, die so nahe wie möglich ein ideales Modell der "Fluidströmung" emuliert, d.h. wobei von mehreren Quellen übermittelte Datenpakete als unendlich unterteilbar betrachtet werden und mehrere Quellen gleichzeitig ihre Daten senden können, z.B. auf einer einzigen physischen Kommunikationsstrecke. Unendliche Unterteilbarkeit ist in der Praxis nicht durchführbar. In Paketnetzwerken muß in der Regel, sobald ein Paket über die Strecke übertragen wird, das gesamte Paket gesendet werden, d.h. es kann nicht unterbrochen werden, um dazwischen ein anderes Paket zu transferieren. Da der Wunsch besteht, Garantien für Dienstqualität "QoS" in einem Paketnetzwerk bereitzustellen, ist die Implementierung von Verkehrseinteilungsverfahren in Datenpaketvermittlungen oder -routern erforderlich. Die Funktion eines Einteilungsverfahrens besteht darin, für jede abgehende Strecke einer Vermittlung das Paket, das in dem nächsten Zyklus gesendet werden soll, aus den verfügbaren Paketen auszuwählen, die zu den Kommunikationssitzungen gehören, die sich die Ausgangsstrecke teilen. Diese Auswahl muß so durchgeführt werden, daß die für einzelne Verkehrssitzungen garantierten QoS, z.B. obere Schranken für die maximale Verzögerung, erfüllt werden.
  • Die Implementierung des Verfahrens kann in Hardware oder Software erfolgen; aufgrund von Geschwindigkeitsbetrachtungen wird die Einteilung jedoch gewöhnlich in Hardware in ATM-Vermittlungen und Schwellenroutern implementiert.
  • Es wurden viele verschiedene Einteilungsverfahren vorgeschlagen, um die theoretische Einteilungsdisziplin zu approximieren, die als das System der verallgemeinerten gemeinsamen Benutzung von Prozessoren (GPS – Generalized Processor Sharing) bekannt ist, wobei es sich um eine Disziplin handelt, die mit Bezug auf das "Fluid-"Modell definiert ist. Eine solche GPS würde eine striktere Regelung der Bandbreite ermöglichen, die jeder auf einer Strecke kommunizierenden Sitzung zugeteilt wird. Da durch eine Sitzung übertragene Pakete jedoch nicht weiter unterteilt werden können, dürfen die Daten von mehreren Quellen nur an Paketgrenzen verschachtelt werden. Somit läßt sich die GPS-Disziplin in der Praxis in einem paketvermittelten Netzwerk nicht implementieren.
  • Die Versorgung separater Warteschlangen durch einfache FIFO-, Reigen- und Fairwarteschlangentechniken und dergleichen ist wohlbekannt. Es wurden jedoch "gewichtete" Verfahren der fairen Warteschlangen ("WFQ") entwickelt, die das Fluidsystem gut approximieren. Insbesondere beschreiben A. Demers, S. Keshav, S. Shenker in der Literaturstelle "Analysis and Simulation of a Fair Queuing Algorithm", Internetworking: Research and Experience, Seiten 3–26, Band 1, 1990, ein Schema mit fairen Warteschlangen, das GPS im wesentlichen unter Simulation eines Fluidströmungs-GPS-Systems als Referenz emuliert und Paketeinteilungsentscheidungen von der Reihenfolge von Abgängen in dem GPS-System abhängig macht. Bei gewichteten fairen Warteschlangen wird jeder Verkehrssitzung i, die gemeinsam die durch das Einteilunasverfahren gesteuerte Ausgangsstrecke benutzt, ein Wert ϕi zugewiesen, der der reservierten Bandbreite der Sitzung entspricht. Die Werte ϕi werden so berechnet, daß die reservierte Bandbreite der Sitzung i auf der Strecke durch
    Figure 00030001
    gegeben wird, wobei der Nenner die Summe der ϕi-Werte für alle ν Sitzungen berechnet, die die Strecke gemeinsam benutzen.
  • Wie in 1 gezeigt wird insbesondere ein WFQ-System 100 mit mehreren Pro-Verbindung-Warteschlangen 20a, ..., 20i bereitgestellt, wobei jede Warteschlange Pakete in einem verschiedenen Teil des gemeinsam benutzten Speichers 25 zum vorübergehenden Speichern von Informationspaketen, z.B. von Eingangsverkehr von einer Quelleneinrichtung wie etwa einem Datenendgerät, speichert. Es versteht sich, daß verschiedene Arten von Warteschlangen zur Berücksichtigung verschiedener Arten von Verkehr, z.B. Audio, Video, Daten usw., bereitgestellt werden können. Zusätzlich ist ein Former 30a, ..., 30i vorgesehen, der Pakete mit einer genau mit der zugeteilten übereinstimmenden Rate aus den Warteschlangen in den Server für gewichtete faire Warteschlangen weiterleitet. Der Einteiler für gewichtete faire Warteschlangen nimmt an, daß jeweils mit jeder Warteschlange 20a, ..., 20i ein Gewicht assoziiert ist; so daß der durch den Einteiler jeder einzelnen dieser Warteschlangen gebotene Dienst, während sie wartende Pakete aufweisen, immer proportionsgemäß zu den Gewichten ist. Man nehme zum Beispiel an, daß die Kapazität (Bandbreite) der Strecke C=10 Pakete/s beträgt. Außerdem nehme man an, daß der Einteiler drei Warteschlangen versorgt, wobei Q1 ein Gewicht von WQ1=20% gewährt wird, der Schlange Q2 ein Gewicht von WQ2=30% und der Schlange Q3 ein Gewicht von WQ3=50% gewährt wird. Wenn dann in allen Warteschlangen Pakete warten, erhalten Q1 und Q2 eine garantierte Bandbreite von 2 bzw. 3 Paketen/s und Q3 erhält eine garantierte Bandbreite von 5 Paketen/s. Wenn jedoch zum Beispiel Q3 keine wartenden Pakete hat, ist die überschüssige Bandbreite gleich 5 Pakete/Sekunde. In einem WFQ-System wird diese Überschußbandbreite anteilsgemäß auf die assoziierten Gewichte der Warteschlangen, in denen Pakete warten, umverteilt. Wenn in dem obigen Beispiel die Warteschlange Q3 keine wartenden Pakete aufweist, wird die Überschußbandbreite anteilsgemäß so an die Warteschlangen Q1 und Q2 verteilt, daß sie nun Momentanbandbreite von 4 bzw. 6 Paketen pro Sekunde erhalten. Jedes seinen jeweiligen Former 30 verlassende Paket wird direkt zu einem Ratenproportionalserver 40 ("RPS") weitergeleitet, bei dem es sich um eine beliebige Variante der gewichteten fairen Warteschlangen handeln kann, der die Pakete zu der Ausgangsstrecke 50 weiterleitet.
  • Bei einem solchen WFQ-Schema existieren nützliche Eigenschaften, wie zum Beispiel Ende-zu-Ende-Verzögerungsgarantien; z.B. wird jedem Paket eine bestimmte Rate für jeden Paketfluß in dem Strom garantiert, und die Bereitstellung von Isolation zwischen Strömen, z.B. wirkt sich eine sich falsch verhaltende Quelle nicht auf den Fluß anderer Ströme aus. Zusätzlich besteht ein Zusatznutzen darin, daß, wenn Kapazität unterausgelastet ist, z.B. wenn der Fluß besonders stoßhaft ist und Leerzeit bestehen kann, das WFQ-System die Umverteilung der unbenutzten Bandbreite erleichtert, um so Arbeitserhaltungseigenschaft zu erhalten. Zur Zeit geschieht die Umverteilungseigenschaft unbenutzter Bandbreitenkapazität zwischen den Warteschlangen auf eine Weise, die von dem Fluidströmungsmodell ererbt wird, z.B. gemäß dem mit der bestimmten Warteschlange assoziierten Gewicht. Wenn die Paketwarteschlangen also leer laufen, wird "überschüssige" Bandbreite an rückständige Verbindungen anteilsgemäß zu ihren Gewichten, die auf Langzeitanforderungen basieren, umverteilt.
  • Der Nachteil von GPS, den alle fairen Warteschlangensysteme in ihrer dichten Emulation von GPS ererben, besteht darin, daß GPS zustandsabhängige gemeinsame Benutzung von Bandbreite stark einschränkt. Die einzige Zustandabhängigkeit bei GPS liegt in der Anzahl rückständiger Verbindungen. Es besteht kein weiterer Spielraum und die gemeinsame Benutzung wird durch die garantierten Raten bestimmt, die auf der Basis von Langzeitbedürfnissen der Verbindungen gesetzt werden. Diese Einschränkung bezüglich der gemeinsamen Benutzung von Bandbreite ist schärfer als die, die notwendig ist, um einen Schlüssel der Eigenschaft der fairen Warteschlangen zu erhalten, die Fähigkeit, Verzögerungsschranken im ungünstigsten Fall für per leaky Bucket gesteuerte Verkehrsquellen zu garantieren. Folglich besteht keine Notwendigkeit, daß faire Warteschlangensysteme die möglicherweise suboptimale gemeinsame Benutzung überschüssiger Bandbreite von GPS emulieren.
  • Es wäre also höchst wünschenswert, bei einem System der gewichteten fairen Warteschlangen, das GPS emuliert, ein Verfahren zur Erzielung der Umverteilung unbenutzer Bandbreite auf zustandsabhändige Weise bereitzustellen, d.h. so daß Momentanbedürfnisse der übrigen rückständigen Verkehrsflüsse berücksichtigt werden.
  • Im Stand der Technik beschreibt ein Artikel mit dem Titel "Hierarchial Packet Fair Queuing Algorithms" von J. Bennett und H. Zhang (ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Band 26, Nr. 4, Oktober 1996, Seiten 143–156) eine Ansammlung von Algorithmen für faire Paket-Warteschlangen, die die Approximation des hierarchischen allgemeinen Prozeßteilens in paketgestützten Netzwerken betrifft. Ein konkreter solcher Algorithmus soll darin bestehen, als ein nächstes Paket zur Übertragung ein Paket mit der kleinsten virtuellen Schlußzeit auszuwählen.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen definiert, auf die der Leser nun verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein modifizierter Ansatz für gewichtete faire Warteschlangen zur Implementierung eines adaptiven Umverteilungsschemas. Bei einem solchen Schema wird jedem Pro-Verbindungs-Fluß sein spezifizierter Anteil der Streckenbandbreite garantiert, wobei etwaige Überschußbandbreite adaptiv umverteilt wird. Das Schema ermöglicht Erhaltung der Fähigkeit der fairen Warteschlangen, Ende-zu-Ende-Verzögerungsschranken im ungünstigsten Fall bereitzustellen, und die Schemata arbeiten wie faire Warteschlangen, wenn keine Überschußbandbreite besteht. Die Überschußbandbreite kann gemäß einem anderen Kriterium verteilt werden. Beispiele für zustandsabhängige Kriterien sind: 1) längste Verzögerung zuerst (LDF), die dem Fluß mit der gerade längsten Verzögerung dient; 2) kleinste Zeit bis zum Überlauf (LTO), die dem Fluß mit der kleinsten Differenz zwischen der maximal zulässigen Verzögerung und der aktuellen Verzögerung dient; 3) kleinste Zeit bis zum Überlauf mit leaky Buckets (LTO-LB), das dem Fluß dient, der zuerst Pufferüberlauf verursachen würde, falls Ankünfte des ungünstigsten Falls geschehen.
  • Vorteilhafterweise liefert das adaptive Bandbreitenumverteilungsschema immer die minimalen Garantien, die für jede der Verbindungen erforderlich sind, und erfüllt Fairness-Maße für den ungünstigsten Fall.
  • Die LDF-Richtlinie verwendet Überschußbandbreite, um die Varianz der Verzögerungsverteilung zu reduzieren, wodurch der zusätzliche Nutzen entsteht, daß die Playout-Puffergröße für Voice- und Videoquellen reduziert wird. Simulationen mit Videospuren und mit Voice-Verkehr zeigen, daß diese Richtlinie tatsächlich ohne jede Aufopferung von Garantien im ungünstigsten Fall besser als GPS arbeitet. Da die Abweichung von der maximal zulässigen Verzögerung nicht berücksichtigt wird, erhalten Flüsse mit kleinen Verzögerungsschranken (wie Voice) fast keine Überschußbandbreite bei Anwesenheit von Flüssen mit großen Verzögerungsschranken. Ungenauigkeit bei der Zuweisung von Gewichten kann dazu führen, daß diese Flüsse Verluste erfahren, die größer als die von Flüssen mit großen Verzögerungsschranken sind.
  • Die LTO-Richtlinie versucht, Paketverluste zu minimieren, indem Überschußbandbreite unter der Annahme zugewiesen wird, daß der Fluß, der wahrscheinlich am schnellsten überlaufen wird, den augenblicklichsten Bandbreitenbedarf aufweist. Bei diesem Vorgang berücksichtigt sie die aktuelle Abweichung jedes Flusses von seiner maximal zulässigen Verzögerung. Simulationen mit einer Mischung von CBR-, Voice- und Videoquellen mit sehr verschiedenen Verzögerungsschranken zeigen, daß diese Richtlinie Verluste für alle Klassen reduziert und auch die Varianz der Verzögerung für jede Klasse reduziert.
  • Auf die verschiedenen Merkmale der Neuartigkeit, durch die die Erfindung gekennzeichnet ist, wird insbesondere in den Ansprüchen hingeweisen, die an die Offenlegung angefügt sind und einen Teil denselben bilden. Für ein besseres Verständnis der Erfindung, ihrer Betriebsvorteile und spezifischer, der durch ihre Verwendung erreichten Ziele sollte auf die Zeichnungen und das Beschreibungsmaterial Bezug genommen werden, worin bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein allgemeines Datenflußdiagramm der Merkmale der gewichteten fairen Warteschlangen und eines ratenproportionalen Servers.
  • 2 zeigt das Einteilungssystem der gewichteten fairen Warteschlangen der Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • 2 ist ein allgemeines Blockschaltbild des Verfahrens der fairen Warteschlangen mit adaptiver Überschußbandbreiten-Umverteilung. Das System besteht aus einer Menge von Warteschlangen 100, einer Formereinrichtung 30a, ..., 30i, die mit jeder Warteschlange assoziiert ist, und einem Server der gewichteten fairen Warteschlange oder einem ratenproportionalen Server 40 und einem zustandsabhändigen Server (SDS) 200. Pakete werden vorübergehend in den Warteschlangen 20a, ..., 20i gespeichert. Jeder dieser Warteschlangen wird ein Gewicht zugewiesen, das den Teil der Ausgangsbandbreite repräsentiert, der den Paketen, die in jeder der Warteschlangen ankommen, zugeteilt werden muß. Die Formereinrichtung leitet Pakete aus den Warteschlangen mit einer Rate zu dem Server der gewichteten fairen Warteschlangen weiter, die genau gleich der zugeteilten ist. Dieses Szenario ermöglicht, daß Überschußbandbreite für Umverteilung verfügbar wird. Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann Verkehr von einer anderen Quelle, d.h. einer anderen Warteschlange, zu dem adaptiven Mechanismus der Bandbreitenumverteilung, der im folgenden als zustandsabhändiger Einteiler 200 bezeichnet wird, geleitet werden. Für Fachleute ist erkennbar, daß die Hardwarearchitekturen zur Implementierung der Pro-Verbindung-Warteschlangen, der Formereinrichtungen und der Einteiler variieren können, ohne sich von den hier beschriebenen Prinzipien der Erfindung abzuwenden oder davon abzukommen.
  • Wie oben beschrieben, gibt der Former Pakete an den Einteiler mit einer Rate frei, die genau gleich der zugeteilten Rate ist. Der von den Formern 30a, ..., 30i den jeweiligen Warteschlangenverbindungen "i" während eines Zeitintervalls gebotene Dienst wird in 2 mit Si(τ, t) bezeichnet. Es wird angenommen, daß Pakete von dem Former zu dem Einteiler mit unendlicher Kapazität transferiert werden. Der durch den ratenproportionalen Einteiler 40 gebotene Dienst wird als Ri(τ, t) bezeichnet.
  • Pakete, die nicht für Dienst berechtigt worden sind, bleiben in der entsprechenden Verbindungswarteschlange in dem Former, während alle berechtigten Pakete in der RPS-Einteilerwarteschlange 40 auf Dienst warten. Dienst wird immer von den RPS-Einteilerwarteschlangen 40 bereitgestellt, solange dort Pakete verfügbar sind. wenn alle Einteilerwarteschlangen leer sind, wird der Zustand SDS 200 aufgerufen, um ein Paket aus den Warteschlangen 20a, ..., 20i zur Übertragung auszuwählen, wobei der einer Verbindung gebotene Dienst den Zustand des Formers 30 nicht beeinflußt. Wie in 2 gezeigt, wird der Dienst, der durch den Former 30 der Warteschlangenverbindung "i" während eines Zeitintervalls geboten wird, mit Di(τ, t) und der Dienst, der durch den zustandsabhängigen Einteiler 200 geboten wird, mit Zi(τ, t) bezeichnet.
  • Die Formereinrichtung 30 kann unter Verwendung einer Kalenderwarteschlange implementiert werden, die ein Fachleuten wohlbekannter Mechanismus ist. Eine Beschreibung des Kalenderwarteschlangenmechanismus zur Formung wurde in D. Stiliadis und A. Verma: "A General Methodology for Designing Scheduling and Shaping Algorithms", in Proceedings of IEEE INFOCOM '97 gegeben.
  • Der ratenproportionale Server (Server der gewichteten fairen Warteschlangen) 40 kann unter Verwendung beliebiger bekannter Mechanismen der fairen Warteschlangen implementiert werden, wovon Fachleuten mehrere bekannt sind. Beispiele sind D. Stiliadis und A. Varma: "Traffic Scheduling System and Method for Packet-Switched Networks", US Patent H5,859,835.
  • Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist, wenn bestimmt wird, daß keine Pakete in dem RPS-Einteiler vorliegen, dies dann eine Anzeige freier Bandbreite. Somit können Pakete durch den SDS 200 auf der Basis einer zustandsabhängigen Weise versorgt werden. Mit zustandsabhängiger Weise ist gemeint, daß die Entscheidung auf dem aktuellen Zustand bestimmter Variablen in bezug auf das System basiert. Zwei Beispiele für zustandsabhängige Entscheidungen sind längste Verzögerung zuerst und kleinste Zeit bis zum Überlauf.
  • Bei längste Verzögerung zuerst wählt der Einteiler SDS 200 unter den Warteschlangen 20a, ..., 20i diejenige aus, die das Paket aufweist, das die längste Verzögerung erfahren wird, wenn diese Warteschlange mit einer Rate gleich der garantierten versorgt wird. Zu diesem Zweck weist der Einteiler jeder Warteschlange einen Verzögerungswert zu, der gleich der Größe der Warteschlange dividiert durch die garantierte Rate ist. Dieser Wert beschreibt die Verzögerung, die das letzte Paket dieser Warteschlange erfahren wird. Der SDS 200 wählt die Warteschlange mit dem maximalen solchen Wert unter Verwendung eines beliebigen Mechanismus zur Auswahl des Maximalwerts aus einer Menge von Zahlen. Der Auswahlmechanismus ist ein Fachleuten wohlbekanntes Verfahren.
  • Bei dem Mechanismus der kleinsten Zeit bis zum Überlauf wählt der SDS-Einteiler 200 aus den Warteschlangen 20a, ... 20i die Warteschlange aus, die wahrscheinlich in der kürzesten Zeit überlaufen wird. Der Mechanismus nimmt an, daß mit einer Warteschlange eine Maximalgröße assoziiert ist. Jedesmal, wenn ein Paket in einer Warteschlange ankommt oder von ihr versorgt wird, zählt eine Paket-zum-Überlauf-Variable die Anzahl der Pakete, die zu der Warteschlange hinzugefügt werden können, ohne ihre maximale Kapazität zu übersteigen. Eine als Zeit-bis-zum-Überlauf bezeichnete zweite Variable gibt die erwartete Zeit bis zum Überlauf an und wird berechnet, indem man die Pakete-zum-Überlauf-Variable durch die assoziierte Rate dividiert. Der SDS 200 wählt für die Übertragung die Warteschlange mit der kleinsten Zeit-bis-zum-Überlauf-Variablen. Das Minimum wird durch beliebige, Fachleuten wohlbekannte Mechanismen bestimmt.
  • Obwohl die obigen Variablen zwei Verfahren zur Berechnung zustandsabhängiger Variablen erläutern, können auch andere ähnliche Verfahren benutzt werden. Auf der Basis der zustandsabhängigen Variablen leitet der Einteilermechanismus 200 Pakete aus den gewählten Warteschlangen über die separate Strecke 75, auf der das Paket durch das Multiplexerelement 350 gemultiplext und zu seinem nächsten Ziel weitergeleitet wird.
  • Es versteht sich, daß die Eigenschaft von Fairness im ungünstigsten Fall auch bei dem System der Erfindung erfüllt ist. Bei Fairness im ungünstigsten Fall wird die Versorgung von Warteschlangen verschiedener Länge bei verschiedenen zugeteilten Raten so verschachtelt, daß ein Paket aus einer ersten Warteschlange zum Zeitpunkt t1 und das Paket einer zweiten Warteschlange zu einem Zeitpunkt t2 versorgt wird. Bei der Erfindung ist das Maß der Fairness im ungünstigsten Fall insofern erfüllt, als daß das Zeitintervall t2–t1 im ungünstigsten Fall kleiner als ein Wert ist oder durch einen Wert begrenzt wird, der nicht eine Funktion der Anzahl der Verbindungen, sondern eine Funktion der Paketgröße der längsten Warteschlange, z.B. der zum Zeitpunkt t1 versorgten Warteschlange und der zugeteilten Rate dieser längsten Warteschlange ist.
  • Die Eigenschaft der Fairness im ungünstigsten Fall wird somit durch die Implementierung des SDS 200 bei dem System der gewichteten fairen Warteschlangen der Erfindung erfüllt.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Routen von Paketen in einem Kommunikationsnetz, umfassend: mehrere Pro-Verbindung-Warteschlangen (20), wobei jede Warteschlange zum Empfangen von Paketen von einer jeweiligen Quelle und zum vorübergehenden Speichern empfangener Pakete vor dem Routen zu einem bestimmten Ziel eingerichtet ist; Mittel (40) zum gewichteten fairen Warteschlangen-Einteilen, die Pakete aus jeder der mehreren Pro-Verbindung-Warteschlangen mit garantierten im voraus zugeteilten Raten versorgen; Mittel zum Erfassen einer Anwesenheit oder Abwesenheit von Paketen in Warteschlangen (40), wobei die Abwesenheit von Paketen in Warteschlangen Verfügbarkeit überschüssiger Bandbreite anzeigt; und dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner folgendes umfaßt: Mittel (200) der zustandsabhängigen Einteilung zum adaptiven Umverteilen überschüssiger Bandbreite bei Erfassung von Warteschlangen, bei denen die Pakete fehlen, wobei die Mittel der zustandsabhängigen Einteilung diese Warteschlangen gemäß einer Zustandsvariablen versorgen, die einer wählbaren Leistungseigenschaft der Warteschlangen entspricht, wobei die Leistungseigenschaft in bezug auf einen Momentanzustand einer gegebenen Warteschlange bestimmt wird, wobei Verzögerungs- und Isolationseigenschaften zum Routen von Paketen jeweiliger Warteschlangen erhalten werden.
  2. Vorrichtung zum Routen von Paketen in einem Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, wobei eine Leistungseigenschaft einer Warteschlange die Warteschlange mit der größten Menge an Paketen umfaßt, wobei es sich bei der entsprechenden Zustandsvariablen um längste Warteschlange zuerst handelt.
  3. Vorrichtung zum Routen von Paketen in einem Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, wobei eine Leistungseigenschaft einer Warteschlange die Warteschlange umfaßt, die ein Paket aufweist, das darauf wartet, in der längsten Zeitdauer versorgt zu werden, wobei es sich bei der entsprechenden Zustandsvariablen um längste Verzögerung zuerst handelt.
  4. Vorrichtung zum Routen von Paketen in einem Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, wobei eine Leistungseigenschaft einer Warteschlange die Warteschlange umfaßt, die am wahrscheinlichsten die Warteschlange enthaltenden Pufferspeicher überlaufen läßt, wobei es sich bei der entsprechenden Zustandsvariablen um am wahrscheinlichsten überlaufenden Puffer handelt.
  5. Vorrichtung zum Routen von Paketen in einem Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, wobei ein Fairness-Maß für den ungünstigsten Fall für die Verbindungen erfüllt ist.
  6. Verfahren zum Routen von Paketen in einem Kommunikationsnetz, mit den folgenden Schritten: Einrichten mehrerer Pro-Verbindung-Warteschlangen, wobei jede Warteschlange zum Empfangen von Paketen von einer jeweiligen Quelle und zum vorübergehenden Speichern empfangener Pakete vor dem Routen zu einem bestimmten Ziel dient; Versorgen von Paketen aus jeder der mehreren Pro-Verbindung-Warteschlangen mit garantierten im voraus zugeteilten Raten; Erfassen einer Anwesenheit oder Abwesenheit von Paketen in Warteschlangen, wobei die Abwesenheit von Paketen in Warteschlangen Verfügbarkeit überschüssiger Bandbreite anzeigt; und dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfaßt: adaptives Umverteilen überschüssiger Bandbreite bei Erfassung von Warteschlangen, bei denen die Pakete fehlen, wobei die adaptive Umverteilung durch Mittel (200) der zustandsabhängigen Einteilung implementiert wird, die diese Warteschlangen gemäß einer Zustandsvariablen versorgen, die einer wählbaren Leistungseigenschaft der Warteschlangen entspricht; wobei die Leistungseigenschaft in bezug auf einen Momentanzustand einer gegebenen Warteschlange bestimmt wird; und wobei ferner Verzögerungs- und Isolationseigenschaften zum Routen der Pakete erhalten werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die wählbare Leistungseigenschaft einer Warteschlange die Warteschlange mit der größten Menge an Paketen umfaßt, wobei es sich bei der entsprechenden Zustandsvariablen um längste Warteschlange zuerst handelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die wählbare Leistungseigenschaft einer Warteschlange die Warteschlange umfaßt, die ein Paket aufweist, das darauf wartet, in der längsten Zeitdauer versorgt zu werden, wobei es sich bei der entsprechenden Zustandsvariablen um längste Verzögerung zuerst handelt.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die wählbare Leistungseigenschaft einer Warteschlange die Warteschlange umfaßt, die am wahrscheinlichsten die Warteschlange enthaltenden Pufferspeicher überlaufen läßt, wobei es sich bei der entsprechenden Zustandsvariablen um am wahrscheinlichsten überlaufenden Puffer handelt.
DE69835781T 1997-02-07 1998-02-03 Vorrichtung mit einem gewichteten gerechten Warteschlangenverfahren und mit adaptiver Umverteilung der Bandbreite Expired - Lifetime DE69835781T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US3784497P 1997-02-07 1997-02-07
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