[发明专利]缓冲器访问控制方法、数据包的临时存储装置及交换装置

说明书

本发明涉及到一种用于控制对缓冲器的访问的方法和临时存储数据包的装置以及具有这种装置的交换装置。

在ATM(异步传送模式)装置中，数据包(也称单元)的缓冲存放具有很大意义。

在ATM通信网络中，诸如语音或视频数据的同步(更确切说是等时的)数据和诸如数据处理装置间通信中产生的异步数据两者都沿着同样的物理连接路径传导。这些不同数据通信服务的每一项都对数据连接的质量有完全不同的要求。例如数据处理装置间的通信允许比语音通信低得多的(单元)丢失概率。

因此明智的做法是赋予数据包不同优先级别，并在交换操作中对它们区别对待。这需要一个临时存储器，以便在最大可能地利用存储空间的情况下，确保有一个和优先级有函数关系的数据包的丢失概率上限。

1991年12月第9卷第9期的选择通信领域的IEEE杂志中Arthur Y．-M．Lin和John A Sylvester在题为“用于ATM集成宽带交换系统的通信控制的优先级排队策略和缓冲器分配协议”的文章叙述了用作“部分缓冲器共享”的缓冲器类访问控制方法。

分别赋予一高一低两个优先级别之一的数据包都一起存放在一个缓冲器内。在将缓冲器投入服务之前，为每一个优先级别确定一个用于和缓冲器的占用度相比较的阈值。为高优先级别所用阈值所确定的值对应于缓冲器的最大占用度。基于理论上的通信计算，低优先级别所用阈值在零和缓冲器的最大占用度之间加以确定。

缓冲器建立为FIFO队列(先进先出)。有几个读出设备，用于每个从队列低端移出一个数据包。队列的低端包含那些首先写入队列的数据包。

高和低的优先级数据包按照预定的随机过程到达缓冲器。这些数据包按下法加以处理：

a)如它是一个高优先级别的数据包，同时缓冲器内尚有地方，则数据包被插入队列的高端。

b)如它是一个低优先级别的数据包，而缓冲器的占用度又低于该低优先级别的阈值所决定的大小，该数据包也插入队列的高端。否则的话，进入的数据包被抛弃，因此也就丢失了。

这种访问控制的方法导致这样的事实，即只有部分缓冲器空间对于两个优先级别的数据包都可用。对应于缓冲器的最大占用度和低优先级别所用阈值之间差别的那部分存储空间是为较高优先级别的数据包所保留的。这使得这些数据包的丢失概率低于低优先级别的丢失概率。

这考虑到下列事实：缓冲器总是比完全共享缓冲器使用得少一些，因此略为增加了总的丢失概率。

如果为高优先级别的数据包确保一个上限，在很多实际应用场合下缓冲器的使用将比这种安排所解释的使用情况低得多。

本发明的目的是在“部分缓冲器共享”的许多应用场合下改善缓冲器差的使用情况，因此减少所需缓冲器的大小。

为实现上述目的，本发明提供一种对缓冲器的访问进行控制的方法，在该缓冲器内每一个数据包赋予至少两个优先级别中的一个，并存放在一起，其中每个优先级别赋予一个阈值，用于和缓冲器的占用度进行比较，高优先级别的阈值大于或等于低优先级别的阈值，其中到达缓冲器的数据包的优先级别和数据包到达时的缓冲器的占用度都予以确定，其中占用度和赋予数据包的优先级别的阈值进行比较，以及其中依据于这个比较而作出决定，是否将数据包写入缓冲器或将它抛弃，其特征在于至少一个阈值是动态地加以控制的。

本发明还提供一种用于临时存储数据包的装置，其中每个数据包被赋予至少两个优先级别中的一个，该临时存储装置包括：用于存放有关每个优先级别所用阈值的数据的第一存储装置；用作缓冲器的第二存储装置；访问控制装置，设计成有能力接收数据包和将所述数据包输入到第二存储装置，同时还依据于从第一存储装置来的数据和有关第二存储装置的占用度的数据来作出决定，是否将输入数据包送入第二存储装置还是抛弃它们；以及一个或更多个用于从第二存储装置读出数据包的读出装置；该临时存储装置的特征在于第一存储装置设计成它内部的数据可以读取和改变，还在于该装置包括一个用于动态地改变第一存储装置中数据的控制器。