DE10100842B4

DE10100842B4 - Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation und Prioritätssteuerung

Info

Publication number: DE10100842B4
Application number: DE2001100842
Authority: DE
Inventors: Michio Masuda; Toshiaki Arikawa; Kenshin Yamada
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: JP3386117B2; JP2001197111A; US20010007560A1; DE10100842A1; US7130903B2

Abstract

Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation, mit:
einer Eingangsschnittstelle, die an Eingangskommunikationsleitungen angeschlossen ist,
einer Schaltschaltung (1g), und
einer Ausgangsschnittstelle, die an Ausgangskommunikationsleitungen angeschlossen ist,
wobei die Eingangsschnittstelle die Fähigkeit zur Zuweisung eines IP-QOS-(Internet-Protokoll-Servicequalität)-Codes aus den Informationen aufweist, die in einem Datenpaket enthalten sind, das über eine der Eingangskommunikationsleitungen empfangen wurde, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Zuweisungssektion (1e) in der Eingangsschnittstelle, die den IP-QOS-Code basierend auf einer Kombination der Informationen zuweist, die in dem IP-(Internetprotokoll)-Kopfteil und einem TCP-(Übertragungssteuerprotokoll)-Kopfteil enthalten sind, der durch ein OSI-(Kommunikation offener Systeme)-Referenzmodel bestimmt ist, und
eine Prioritätssteuersektion (1d, 1j), die eine Verzögerungsprioritätssteuerung und eine Aussonderungsprioritätssteuerung jeweils in Abhängigkeit von einer Verzögerungsklasse und einer Aussonderungsklasse durchführt, und jede Klasse einem der IP-QOS-Codes entspricht, die von der Zuweisungssektion (1e) zugewiesen wurden, wobei die Prioritätssteuerungssektion aufweist:
eine erste Prioritätssteuersektion (1d) in der Eingangsschnittstelle, die eine Priorität einer Anfragesendung für das Schalten eines IP-Pakets durch die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft s Kommunikationsvorrichtungen mit Mehrschichten-Klassenidentifikation, die in einem IP-Netzwerk einer Netzwerkschicht eines OSI-Referenzmodells verwendet werden.
Vor kurzem wurde das Internet, das als de-facto-Standard betrachtet wird, basierend auf einem Übertragungssteuerprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP) als ein globales Netzwerk standardisiert. Üblicherweise dient in den sieben Schichten des OSI-Referenzmodells das IP als die Vermittlungs- oder Netzwerkschicht und das TCP als die Transportschicht. Daten werden von dem Ethernet der untersten Schicht und dem Token-Ring-Netzwerk zu dem IP geführt und werden von dem TCP zu der Anwendungsschicht geführt.
Ein Router ist als eine Übertragungsvorrichtung zwischen lokalen Netzwerken (LAN) zwischen einem Repeater, einem Verbindungsglied und einem Gateway angeordnet. Der Router wird dazu verwendet, Datenpakete (frames), die von einer Kommunikationsleitung geschickt worden sind, zu sammeln und diese zu einer geeigneten Kommunikationsleitung gemäß einer Netzwerkadresse, die in den Daten der Datenpakete enthalten ist, zu übertragen.
Ein herkömmlicher Router handhabt so ziemlich alle IP-Pakete und führt grundsätzlich keine Prioritätssteuerung an den IP-Paketen durch. Jedes IP-Paket hat in seinen Kopfdaten eine IP-Adresse und bleibt in einem Puffer des Routers.
Da das IP-Paket aus dem Puffer in der Eingangsreihenfolge (FIFO) ausgelesen wird, wird keine Übertragungsprioritätssteuerung durchgeführt. Wenn die IP-Pakete sich einem gewissen Ausgangsport annähern, tritt eine Überlastung auf, wodurch bewirkt wird, daß die Pakete im Puffer des Routers gestrichen werden. Üblicherweise wird über die Streichung der Pakete keine Prioritätssteuerung durchgeführt.
Im Gegensatz hierzu führt die bekannte ATM-(asynchrone Übertragungsmodus)-Technologie das Konzept der Verbindung ein, bei der eine Route, die eine Quelladresse mit einer Zieladresse verbindet, klar durch eine virtuelle Wegkennung/eine virtuelle Kanalkennung (VPI/VCI) definiert ist. Dieses Konzept erlaubt die Servicequalität (QOS), wie beispielsweise Übertragungscharakteristika und Streichungsverhältnisse, die für das Definieren einer Verbindungseinheit notwendig sind. Zusätzlich führen Netzwerkgeräte Prioritätssteuerungen durch, so daß die Servicequalität der Verbindungen zufriedengestellt ist.
(IP-QOS)
Es werden nun Technologien zum leichten Durchführen der Prioritätssteuerung im Internet betrachtet. Typische Beispiele sind das Intserve/Resource Reservation Setup Protocol (RSVP) als ein Protokoll zur Durchführung der Netzwerkbandsteuerung, und ein abgeleiteter Service (Differentiated Service). Der erstere simuliert das Konzept der Verbindung, wie im ATM eingeleitet, während der letztere soweit als möglich die Prioritätssteuerung basierend auf Paketdaten durchführt.
Das Intserve/RSVP-System ist bei einem großräumigen Fernnetz nicht mit niedrigen Kosten anzuwenden. Das heißt, dem System fehlt die Skalierbarkeit und es wird dadurch nicht in breitem Umfang verwendet. Um das Problem zu lösen, berücksichtigt der Differentiated Service primär die Skalier barkeit, das zur Verfügung stehen bei niedrigen Kosten und das zur Verfügung stehen der Hochgeschwindigkeitsleistung einer optischen Träger-(OC)-48-Klasse als Schnittstelle für ein Glasfaserfernnetz gemäß den Übertragungsgeschwindigkeiten.
Der Differentiated Service garantiert einen quantitativen Service wie beim ATM/QOS. Anstatt vom Standpunkt des besten Aufwandes aus betrachtet, setzt der Service eine relative Qualitätsdifferenz, um die Differenzierung des Service zu erleichtern. Dies wird als eine im wesentlichen praktische Lösung akzeptiert, die aus dem Spezifizierungsfortschritt von der Internet Engineering Task Force (IETF) als eine Netzproblemlösungsorganisation und Lieferantenrückmeldungen ermittelt worden ist.
(Differentiated Service)
Das Differentiated-Service-System ist in der IETF erörtert worden, die die Internettechnologien regelt. Der Differentiated Service ist ein System zur Differenzierung der Servicelevel und garantiert nicht die Servicequalität (QOS). Dieses ist strikt für ein relatives Prioritätssteuerungsrahmenwerk. Das heißt, der Differentiated Service definiert nur die Rahmenwerke der QOS-Klassen. Die Details der QOS-Klassen und Ablaufsteuerungsformate zwischen den QOS-Klassen beziehen sich auf die Lieferanten und Benutzer.
(Serviceklassen im Differentiated Service)
Der Differentiated Service hat drei Arten von definiertem Verkehr (Serviceklassen), die als einen Premiumservice einen Expreßübertragungsservice (EF-Klasse) aufweisen, einen Sicherheitsübertragungsservice (AF-Klasse) und einen Bestaufwandsservice (BE-Klasse). Die Premium-Expreßübertragungs-(EF)-Klasse schafft einen virtuellen Zugeordnete-Leitung-Service, wie beispielsweise eine IP-CBR (Konstantbit rate) in einem IP-Netzwerk. Somit ist es notwendig, eine präzise Übertragungssteuerung durchzuführen, die eine Benutzungsparametersteuerung (UPC) umfaßt, indem zusätzlich ein Formabschnitt verwendet wird. Da die EF-Klasse als eine Klasse für einen Bandgarantieservice betrachtet wird, nimmt sie gegenüber dem Sicherheitsübertragungsservice (AF-Klasse) und dem Bestaufwandsservice (BE-Klasse) eine erste Priorität ein, was im folgenden beschrieben wird.
Anders als die Expreßübertragungs-(EF)-Klasse als Premiumklasse ist die Sicherheitsübertragungsservice-(AF)-Klasse nur für ein relatives Prioritätssteuerungsrahmenwerk. Der Sicherheitsübertragungsservice hat vier Arten von Weiterleitklassen und drei Arten von Nichtberücksichtigungsklassen. Die Weiterleitprioritätssteuerung wird durchgeführt, indem einer Reihenfolge, in welcher IP-Pakete in einem Netzwerkapparat übertragen werden, eine Priorität verliehen wird. Beispielsweise ist es wirksam, die Übertragungslaufzeit einer Anwendung in Antwort auf die Laufzeit zu verringern. Die Nichtberücksichtigungssteuerung wird durchgeführt, indem dem Nichtberücksichtigen von Paketen an einem Ort, wo in dem Netzwerkgerät Überlastung auftritt, eine Priorität verliehen wird. Der Bestaufwandsservice (BE-Klasse) wird neben der EF-Klasse und der AF-Klasse als dritter Verkehr angewandt. Von den Serviceklassen hat die BE-Klasse die niedrigste Prioritätssteuerung bekommen.
Die vorstehende Beschreibung umreißt den Differentiated Service. Die Empfehlung des Differentiated Service ist jedoch noch im Fluß. Somit können sich die vorstehend beschriebenen Definitionen und die Verwendung noch ändern.
In Verbindung mit der vorstehenden Beschreibung ist ein Paketübertragungs- und -empfangsknoten in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A-Heisei 2-87747) offenbart. In dieser Veröffentlichung ist der Paketsende- und -empfangsknoten zusammengesetzt aus einem Empfangspuffer, einer Kopfdatenanalysiersektion, einer Empfangspaketspeichersektion, einer Durchgangspaketspeicher- und -analysesektion, einer Paketgenerationsspeicher- und -analysesektion, einer Steuersektion und einem Übertragungsschalter. Der Empfangspuffer speichert die empfangenen Pakete. Die Kopfdatenanalysiersektion analysiert ein Ziel und eine Serviceklasse aus den Kopfdaten jedes empfangenen Pakets, das in dem Empfangspuffer gespeichert ist. Die Empfangspaketspeichersektion speichert die empfangenen Pakete aus dem Empfangspuffer, wenn die empfangenen Pakete den Knoten als Ziel haben. Die Durchgangspaketspeichersektion speichert die empfangenen Pakete von dem Empfangspuffer, wenn die empfangenen Pakete andere Knoten als Ziel haben. Die Paketerzeugungsspeicheranalysesektion speichert und analysiert für jede Serviceklasse Pakete, die von dem Knoten zu anderen Knoten zu schicken sind. Die Steuersektion erhält die Anzahl der Pakete und eine Paketerzeugungszeit als Analyseergebnisse der Durchgangspaketspeicher- und -analysesektion und die Anzahl der Pakete und eine Paketerzeugungszeit als die Analyseergebnisse der Paketerzeugungsspeicher- und -analysesektion, wenn auf einen Prioritätslevel Bezug genommen wird, der für die Durchgangspaketspeicher- und -analysesektion und die Paketerzeugungsspeicher- und -analysesektion vorbestimmt worden ist, um eine Sendereihenfolge der Pakete von den Speicher- und Analysesektionen zu bestimmen, und um zu bestimmen, ob die Anzahl der Pakete, die in jeder Speicher- und Analysesektion einen vorbestimmten Speichergrenzpaketzählwert übersteigt, und ob die Differenz zwischen der Paketerzeugungszeit und einer vorab eingestellten Zeit eine vorbestimmte Laufzeitgrenzzeit für jede Speicher- und Analysesektion überschreitet. Die Steuerungssektion bestimmt, daß das Paket primär ohne Relation zum Prioritätslevel des Paketes geschickt werden sollte, wenn die Paketerzeugungszeit oder die Anzahl der Pakete die Grenze überschreitet. Der Übertragungsschalter nimmt das Paket aus der Speicher- und Analysesektion, um es zu übertragen.
In der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A-Heisei 5-191455) ist ebenfalls ein Paketschaltapparat offenbart. In dieser Veröffentlichung wird für das ganze Paketschaltnetzwerk eine Wegsteuerungsoperation basierend auf Prioritätsklassen durchgeführt. Für jede Prioritätsklasse ist ein Puffer vorgesehen, dem eine Verzögerungs- und eine Verwerfungsrate als Übertragungsqualität separat und unabhängig zugewiesen sind. Pakete, die in dem Puffer von einer Sendeleitung beim Übertragen der Pakete gespeichert werden, werden einem Paketklassifizierungsvorgang unterzogen. Für jede Prioritätsklasse wird die Anzahl der Pakete nach der Klassifikation überwacht und eine geschätzte Verzögerung berechnet. Die Pakete mit zulässig langen Verzögerungen werden für die Lastverteilung bei schnellem Ansteigen der Last so gesetzt, daß sie lange Routen haben. Pakete mit großen Verzögerungsraten werden verworfen. Der Paketschaltapparat ist aus der Leitungsunterbringungssektion und einer Steuersektion zusammengesetzt. Die Leitungsunterbringungssektion hat eine Wegsteuerungstabelle, die eine Routen- und Verwerfungsinstruktion für jede Prioritätsklasse für die vorstehend beschriebenen Operationen anzeigt. Die Steuerungssektion aktualisiert die Wegsteuerungstabelle für jede Prioritätsklasse, basierend auf Verzögerungsdaten von der Leitungsunterbringungssektion und Schaltapparatzustandsdaten der anderen Stationen.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A-Heisei 7-154421) ist ein Schaltapparat offenbart. In dieser Veröffentlichung werden Datenpakete jeweils für wenigstens zwei unterschiedliche Prioritätsklassen in Puffern gespeichert. Jedem der Puffer ist ein Schwellenwert zugewiesen. Der Schwellenwert für eine höhere Prioritätsklasse ist gleich oder höher als derjenige für eine niedrigere Prioritätsklasse. Wenn ein Paket neu am Puffer ankommt, werden der Prioritätslevel des Paketes und eine Belegungsrate des Puffers bestimmt. Die Belegungsrate wird mit dem Schwellenwert für den Puffer verglichen und das Paket wird basierend auf dem Vergleichsergebnis in dem Puffer gespeichert oder verworfen (ausrangiert). Zumindest der Schwellenwert wird dynamisch gesteuert.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A-Heisei 9-205441) ist ein Zellenübertragungssteuerverfahren offenbart. In dieser Veröffentlichung werden, wenn eine Verbindung errichtet ist, die zu einer spezifischen Verkehrsklasse ohne Bandreservierung gehört, aus einer Generatoreinheit erhaltene Ausrangierprioritätsdaten in Übereinstimmung mit einer Kennung der Verbindung in einer Knoteneinheit gespeichert. Eine Zelle, die zu der spezifischen Verkehrsklasse gehört, wird basierend auf einer vorbestimmten Ausrangierbedingung selektiv ausrangiert, die einen Überlastungszustand und den Prioritätslevel bestimmt, wenn die Route für die Verbindung im Überlastungszustand ist.
Auch in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A-Heisei 10-23012) ist ein Sendeverkehrssteuerungsgerät offenbart. Gemäß dieser Veröffentlichung werden Daten in Form eines Paketes oder einer Zelle mit feststehender Länge übertragen. Ein Sendeverkehrssteuerungsgerät ist an ein Virtueller-Weg-VP-Schaltnetzwerk angeschlossen und besteht aus einer Kopfdatenumwandlersektion, einer Steuersektion, einem Übertragungssteuerungsprogramm und einer Lesesteuerungssektion. Die Kopfdatenumwandlersektion weist einen Ausgangsseiten-VPI/VCI-Wert zu, der bei der Errichtung der Verbindung bestimmt worden ist, und weist eine Klassenkennung entsprechend einer geräteeigenen Klasse einer Empfangszelle zu. Die Steuerungssektion klassifiziert die Empfangszelle basierend auf dem VPI-Wert und der Klassenkennung, die den geräteeigenen Kopfdaten verliehen worden ist, um eine Klassenschlange einzuschreiben. Üblicherweise gibt es einen Klassenpuffer und einen variablen Klassenpuffer. Das Übertragungssteuerungsprogramm steuert die maximale Rate für jedes VP und eine Rate der variablen Schlange. Die Lesesteuerungssektion liest Daten aus der Klassenschlange in Antwort auf einen Befehl von dem Übertragungssteuerungsprogramm. Der variable Puffer hat eine Vorwärtsbetriebsverwaltungszellen-(FRM-Zelle)-Einsetzsektion zum Einsetzen einer FRM-Zelle. Ein Empfangsseitengerät, das über das VP-Schaltnetzwerk verbunden ist, besteht aus einer FRM-Zellenextraktionssektion zum Extrahieren der FRM-Zelle, die eingesetzt worden ist, Mitteln zum Überwachen des Inhaltes der EFCI basierend auf dem Inhalt der Empfangszelle für jede VP, einem EFCI-Register zum Halten der spätesten EFCI-Daten, einer Funktion zum Stempeln des Inhaltes des EFCI-Registers an einem Überlastungsanzeigebit (CI) einer Rückwärtsbetriebsverwaltungszelle (BRM-Zelle), und einer BRM-Zelleneinsetzsektion zum Einsetzen der BRM-Zelle in einen Abwärtsstrom. Das Übertragungssteuerungsprogramm besteht aus Mitteln zum Steuern der Maximalrate für jede VP, einem Steuerungsparameter, verschiedenen Parametern zum Steuern der variablen Klassenschlangenrate und Mitteln zum Steuern des Einsetzens der FRM-Zelle und der Überwachung des Empfangs der BRM-Zelle. Das Übertragungssteuerungsprogramm hat auch eine Funktion zum Steuern einer variablen Übertragungsrate in Übereinstimmung mit dem Empfang der RM-Zellen und dem Überlastungsanzeigebit, und weist jeder VP eine Priorität zu, die eine Relation von (Normalklasse) > (FRM-Zelle) > (variable Klasse) im Bereich zur Maximalrate hat.
Die Verwendung von differenzierten Services zur Unterstützung von IP QOS in Metz, Chris: IP QOS: Traveling in First Class on the Internet. IEEE Internet Computting, März/April 1999, S. 84-88 beschrieben. Demnach können zur Klassifizierung in unterschiedliche Serviceklassen Felder in Paketen analysiert werden, um das Paket einer bestimmten Serviceklasse zuzuordnen.
JP 09-331348 A offenbart die Verwendung einer Routingtabelle die eine Art eines Hostlayerprotokolls eines IP-Pakets und einer Zielportzahl oder einer Übertragungsportzahl von TCP und UDP enthält. Bei Empfang des IP-Pakets werden die Ziel-IP-Adresse, die Art des Hostlayerprotokolls, die Zielportnummer und die Übertragungsportnummer aus dem Hostlayerprotokoll extrahiert. Damit ist es möglich, zeitkritische Anwendungen, wie etwa Telnet, gegenüber nichtzeitkritischen Anmeldungen bei der Übertragung durch das Netzwerk zu bevorzugen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation bereitzustellen, die flexibel an die Funktion eines Routers anpassbar ist, der lokale Netzwerke verbindet, in dem nur Parameter in Übereinstimmung mit Serviceklassen in einer Netzwerkschicht eines ATM-Netzwerkes geändert werden, das IP-Pakete verarbeitet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Mehrschichten-Klassenidentifikation gemäß Anspruch 5. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
1 ist ein Blockschaltbild der Struktur eines Mehrschichtklassenidentifizierungs-Kommunikationsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm einer Operation des Mehrschichtklassenidentifizierungs-Kommunikationsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Schaltbild eines Hauptteils der IP-QOS-Klassenbestimmungssektion gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Diagramm einer Operation einer Klassensuchsektion gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flußdiagramm eines Ablaufs der Klassensuchsektion gemäß der vorliegenden Erfindung;
6A und 6B sind ein Diagramm einer Tabellenstruktur einer CAM-Bereichsunterteilung gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Diagramm der Struktur einer IP-Src-Präfix-Eintrittsspeicherregion;
7A und 7B sind ein Diagramm einer Tabellenblockstruktur der IP-Src-Präfix-Eintrittsspeicherregion gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Diagramm der Struktur der IP-Src-Präfix-Eintrittsspeicherregion;
8 ist ein Diagramm einer Tabellenblockstruktur einer IPINFO-Eintrittsspeicherregion gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Diagramm des Formats der Kopfdaten IPv4 & TCP/UDP/andere, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
10 ist eine Prinzipskizze einer IP-QOS-Klassenablaufsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 ist ein Diagramm einer Ausrangiersteuerungslogik gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Flußdiagramm eines Prozesses der Ablaufsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Flußdiagramm eines Prozesses der Ablaufsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Diagramm eines Hauptteils eines WRR-Objektpuffers gemäß der vorliegenden Erfindung;
15 ist ein Diagramm der Überwachung und Formung in einem Token-Bucket-Modell gemäß der vorliegenden Erfindung; und
16 ist ein Diagramm der Überwachung und Formungsoperation gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im folgenden wird ein Mehrschichtklassenidentifizierungs-Kommunikationsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen und unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
<Die erste Ausführungsform>
(1) Struktur
1 zeigt ein Blockschaltbild der Struktur eines Mehrschichtklassenidentifizierungs-Kommunikationsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationsgerät ist aus Eingangs-/Ausgangsschnittstellenleitungskarten, einem N × N-Kreuzungsschalter 1g und einer Schaltablaufsteuerung 1h zusammengesetzt.
Die Eingangsschnittstellenleitungskarte ist aus einer IP-Paketempfangssektion 1a, einer empfangsseitigen Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b, einer empfangsseitigen Schaltschnittstelle 1d, einem empfangsseitigen Nutzlastspeicher 1c, einer IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e und einem IP-QOS-Codebestimmungsspeicher 1f zusammengesetzt. Die Ausgangsschnittstellenleitungskarte besteht aus einer übertragungsseitigen Schaltschnittstelle 1j, einer übertragungsseitigen Schaltschnittstellensteuerungssektion 1k, einer IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m, einem Klassenpaketdatenwartespeicher 1p und einer IP-Paketübertragungssektion 1q.
In diesem Fall werden die Eingangsschnittstellenleitungskarte und die Ausgangsschnittstellenleitungskarte verwendet. Dies ist deshalb der Fall, weil Kartenblöcke, die die erforderlichen Mitglieder haben, an dem Kreuzungsschalter (cross bar) 1g angeschlossen sind, der von einer Quelladresse auf eine Zieladresse umschaltet. Diese Schnittstellenleitungskarten können jedoch einfach als Eingangsschnittstelle und Ausgangsschnittstelle vorgesehen sein. Das Mehrschichtklassenidentifizierungs-Kommunikationsgerät hat Eingangs-/Ausgangsschnittstellen und eine Schaltablaufsteuerung 1h zusätzlich zu dem Kreuzungsschalter 1g. Zusätzlich kann das Kommunikationsgerät eine einfachere Struktur aufweisen, die weder den Kreuzungsschalter 1g noch die Schaltablaufsteuerung 1h hat, welche das Schalten des Kreuzungsschalters 1g steuert. In diesem Fall können die Funktionen und die Softwareprogramme gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einem Router angewendet werden, der IP-Pakete im Internet handhabt und von der Bitübertragungsschicht zu einer Netzwerkschicht und einer Brücke, die die Funktionen der Bitübertragungsschicht und einer Datenverknüpfungsschicht und Filtern der IP-Pakete hat, unterstützt.
(Eingangsschnittstellenleitungskarte)
In den Eingangsschnittstellenleitungskarten werden auf der Empfangsseite von der IP-Paketempfangssektion 1a IP-Paketkopfdaten und TCP/UDP-Kopfdaten extrahiert, die in einer höheren Schicht als einer Schicht für die IP-Paketkopfdaten enthalten sind, und zwar aus den Paketdaten jedes IP-Pakets, das durch Teilen eines Pakets in einer Anwendungsschicht basierend auf TCP einer Transportschicht als Schicht 4 in dem OSI-Referenzmodell erhalten wird. Die extrahierten Daten werden auf die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e übertragen.
Die IP-Paketempfangssektion 1a ermittelt verschiedene Arten von Bedingungen, die basierend auf den Inhalten der CAMs oder eines SRAM basierend auf den empfangenen IP-Paketdaten, definiert sind, aus den IP-Paketen. Zusätzlich führt die IP-Paketempfangssektion 1a als die Bedingungen erfüllende Aktionen einen Satz von Prozessen durch, wie beispielsweise einen Warteschlangenprioritätssteuerungsprozeß, einen Filterungsprozeß (Ausrangier-/Passierprozeß), einen SW-Priorität-/Nichtprioritätssteuerungsprozeß und die Addition eines DSCP-Wertes des differenzierten Services durch.
Die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e greift auf den IP-QOS-Code-(Klassenkennungs)-Bestimmungsspeicher 1f zu, um eine Klassenkennung zu akquirieren, und zwar unter Verwendung der Kopfdaten des empfangenen IP-Paketes als Ermittlungsschlüssel, als eine Kombination der Daten der Schicht 3, die durch die IP-Kopfdaten typisiert sind, und der Daten der Schicht 4, die durch die TCP/UDP-Kopfdaten typisiert sind, der oberhalb der Schicht 3 liegt. Die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e kündet die Klassenkennung des IP-QOS-Codes der empfangsseitigen Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b an.
Die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e überwacht den hereinkommenden Verkehr, der eine übertragbare Kapazität übersteigt, welche für jede IP-QOS-Klasse vorab eingestellt worden ist. Wenn der Verkehr die vorab eingestellte übertragbare Kapazität überschreitet, führt die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e eine Überwachungssteuerung durch, dergestalt, daß Pakete, die IP-QOS-Codes haben, ausrangiert werden oder die Übertragungspriorität der Pakete verringert wird. Mit diesen Funktionen bestimmt die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e die Übertragungsfrequenz der Pakete in Übereinstimmung mit einer Netzwerkressourcenquantität, die dem IP-QOS-Code jedes der Pakete zugewiesen ist.
Die empfangsseitige Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b führt eine Prioritätssteuerung für den Kreuzungsschalter 1g durch, und zwar unter Verwendung der Paketdaten, die von der IP-Paketempfangssektion 1a empfangen worden sind, und eines IP-QOS-Klassencodes, der dem Paket entspricht und durch die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e bestimmt ist.
Die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d steuert die Sendeanfragen für jede Klasse und für jede Ausgangsschnittstellenkarte. Die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d überträgt üblicherweise eine Übertragungsanfrage, die eine hohe Priorität hat, an die Schaltablaufsteuerung 1h. Diese Prioritätssteuerung entspricht dem Lesen der Pakete aus dem empfangsseitigen Nutzlastspeicher 1c zu dem Kreuzungsschalter 1g und wird als Verzögerungsprioritätssteuerung bezeichnet. Die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d gibt die IP-Pakete an den Kreuzungsschalter 1g für das Wählen/Verbinden der Zieladressen aus.
Der empfangsseitige Nutzlastdatenspeicher 1c speichert die eingegebenen IP-Paketdaten und leere Paketdaten, die erforderlich sind, wenn das IP-Paket übertragen wird.
(Ausgangsschnittstellenleitungskarte)
Die übertragungsseitige Schaltschnittstelle 1j speichert die Paketdaten, die von dem Kreuzungsschalter 1g empfangen worden sind, in dem übertragungsseitigen Nutzlastspeicher 1i und erzeugt gleichzeitig Paketdaten entsprechend den gespeicherten Paketdaten, um diese in einen FIFO-Speicher 1n einzuschreiben. Die Paketdaten haben eine virtuelle Verarbeitungseinheit, die für jede Paketeinheit in einem Netzwerkgerät definiert ist und die im nachfolgenden als ein "Objekt" bezeichnet wird. Das Objekt sind nicht die Paketdaten und ist definiert, um zu verhindern, daß die Paketdaten im Gerät herumgeführt werden. Die Paketübertragung wird durch Einleiten des Objektes in das Gerät durchgeführt.
Der FIFO-Speicher 1n überträgt die Paketkopfdaten von der übertragungsseitigen Schaltschnittstelle 1j in einer Eingangsfolge-Weise (FIFO), wobei eine vorbestimmte Verzögerungszeit eingehalten wird.
Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m führt eine Warteschlangenbildung für jede Klasse basierend auf den IP-QOS-Klassencodes durch, die in den Objekten enthalten sind. Die IP-QOS-Klassencodes entsprechen einer Anzahl von Verzögerungsklassen und einer Anzahl von Ausrangierklassen. Ein Objekt, das in einer Warteschlange gespeichert ist, die eine hohe Verzögerungspriorität hat, wird vorzugsweise auf die übertragungsseitige Schaltschnittstellensteuerungssektion 1k übertragen. Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m hat eine Ablaufsteuerungsfunktion basierend auf dem gewerteten zyklischen Warteschlangenbetriebsablaufsteuerungs-(WRR)-System, um eine solche Steuerung durchzuführen, daß eine erforderliche Servicequalität geschaffen werden kann. Zusätzlich wird im IP-Netzwerk eine präzise Übertragungssteuerung, die eine Benutzungsparametersteuerung (UPC) und eine Formsektion aufweist, an einer Premiumserviceklasse durchgeführt, die eine virtuell Standleitung schafft.
Die übertragungsseitige Schaltschnittstellensteuerung 1k gibt die IP-Pakete von der übertragungsseitigen Schaltschnittstelle 1j an die IP-Paketübertragungssektion 1q in der Reihenfolge der Ablaufsteuerung aus, und zwar basierend auf der Priorität der IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m.
Die IP-Paketübertragungssektion 1q gibt die IP-Pakete an die niedrigeren Schichten, wie beispielsweise die Datenverknüpfungsschicht und die Netzwerkschicht, welche die Ethernet- und Token-Ring-Netzwerke enthält, aus.
(2) Funktionen
Die 2 zeigt die Funktionen des Kommunikationsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Beispiel der Prioritätssteuerung, die bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird, wird unter Verwendung der Struktur des in der 1 gezeigten Kommunikationsgerätes beschrieben.
Als erstes erfolgt ein Zugriff der IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e auf den CAM/SRAM, um die IP-QOS-Klassencodes zu bestimmen, die in einem Gerät gespeichert sind, und zwar unter Verwendung der vorbestimmten Daten der Schicht 3 oder der Schicht 4 als Ermittlungsschlüssel. In diesem Fall unterstützt die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e sowohl den Verhaltensaggregat-(BA)-Klassifizierer als auch den Mehrfeld-(MF)-Klassifizierer.
Hinsichtlich der Addition der EF-Klasse und der Überwachungssteuerung unterstützt die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e eine Überwachungsfunktion, die an den bestimmten IP-QOS-Klassen (EF, AF1 bis AF4 und BE) durchgeführt wird. Die Überwachungssteuerung ist der Vergleich zwischen der Tokenlänge jeder Klasse und der Länge eines übertragenen Paketes. Wenn die Tokenlänge kürzer ist als die Datenpaketlänge, wird das Paket ausrangiert.
Die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e überträgt die IP-QOS-Codes (Klassenkennungen) auf die empfangsseitige Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b. Der IP-QOS-Codebestimmungsspeicher 1f teilt die IP-QOS-Codes beispielsweise in 16 Arten (5 × 3 + 1) von (EF. H), (AF1 bis AF4. H/M/L) und (BE. H/M/L) als Verzögerungsklassen und Ausschußklassen. Der IP-QOS-Code (Klassenkennung) akquiriert die Adresse eines leeren Bereiches zwischen der empfangsseitigen Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b und der empfangsseitigen Schaltschnittstelle 1d.
Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m funktioniert als eine IP-QOS-Klasseneinheitsablaufsteuerung und führt einen Ausgabeprozeß zur übertragungsseitigen Schaltschnittstellensteuerung (1K) von dem Objekt einer hohen Prioritätsklasse EF > (AF1 bis AF4/BE) durch, und zwar zur Ablaufsteuerung basierend auf der IP-QOS-Klasse (geräteinterner QOS-Code), die auf der Empfangsseite bestimmt ist. Anzumerken ist, daß (AF1 bis AF4/BE) die Ablaufsteuerung basierend auf dem WRR-System durchführt.
Bei der Ausschußsteuerung durch die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m vergleicht die Ablaufsteuerung 1m die Schwellenwerte der drei Klassen von H/M/L, mit einer Pufferlänge, um die Ausschußsteuerung durchzuführen (die Erzeugung eines fallen zu lassenden Objektes), bezogen auf AF1 bis AF4/BE. Hinsichtlich EF unterstützt die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m durch Addieren einer Klasse von H.
In Termen der Additionen zur EF-Klasse und einer Formfunktion wird eine s-Form-(Verzögerungsablaufsteuerung)-Funktion durchgeführt, um eine bestimmte IP-QOS-Klasse zu bestimmen (nur die EF-Klasse). Die Formsteuerung ist ein Token-Bucket-System, das der Überwachungssteuerung äquivalent ist. Bei diesem System wird die Tokenlänge jeder Klasse mit der Länge eines zu übertragenden Pakets verglichen. Wenn die Tokenlänge kürzer als die Paketlänge ist, wird die Übertragung des Paketes zurückgestellt.
Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m verwendet den Klassenobjektwarteschlangenspeicher SRAM 1p dazu, die Ablaufsteuerung der Objekte durchzuführen.
(Prioritätssteuerung)
Als Schaltprioritätssteuerung des Gerätes werden die folgenden vier Prozesse angenommen.

(1) Kartierung (mapping) in einer geräteinternen Verzögerungsklasse durch die empfangsseitige Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b

Das Kartieren in der geräteinternen Verzögerungsklasse ist ein Verfahren zum Übertragen einer Übertragungsanfrage. Bei diesem Verfahren führt die Zuweisung der Verzögerungsprioritätssteuerung für die zwei Klassen (H/L) zu sechs Verzögerungsklassen.
Vor dem Übertragen eines Paketes auf eine Ausgangs-IF-Leitungskarte auf der Übertragungsseite gibt die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1b eine Verbindungsanfrage an die Schaltablaufsteuerung 1h. Die Schaltablaufsteuerung 1h vermittelt Übertragungsanfragen von den Eingangsleitungskarten und notiert die Verbindungsdaten der Eingangs-/Ausgangswege des Kreuzungsschalters 1g. Zusätzlich gibt die Ablaufsteuerung 1h eine resultierende Verbindungsentscheidungsnotiz an jede der Eingangsleitungskarten auf der Empfangsseite.
Die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d steuert die Anfragen jeder Klasse und jeder Ausgangs-IF-Karte. Die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d überträgt üblicherweise primär eine Anfrage hoher Priorität an die Schaltablaufsteuerung 1h. Die Prioritätssteuerung entspricht dem Lesen der Pakete aus dem empfangsseitigen Nutzlastdatenspeicher 1c für den Kreuzungsschalter 1g und dies wird als eine Verzögerungsprioritätssteuerung betrachtet.
Für den Fall der Abbildung in einer geräteinternen Verzögerungsklasse bestimmt eine empfangsseitige Schaltschnittstellensteuerung 1b, die auf einer vorhergehenden Stufe der empfangsseitigen Schaltschnittstelle 1d positioniert ist, die Verzögerungspriorität in Übereinstimmung mit den Verkehrsklassen der Pakete. In der 2 sind sechs Arten von Verzögerungsprioritätsklassen als Verkehrsklassen der Pakete bestimmt, um mit der Anzahl der Klassen, die dem differenzierten Service unterworfen sind, zusammenzupassen. In dieser Figur ist ein Beispiel entsprechend den zwei Arten (hoch/niedrig) der Klassenwarteschlagen bezogen auf den Kreuzungsschalter 1g gezeigt.

(2) Kartierung in eine Ausschußklasse, die durchgeführt wird, wenn ein eingegebenes Paket in den empfangsseitigen Nutzlastspeicher 1c eingeschrieben wird

Beim Kartieren in die Ausschußklasse werden zum Akquirieren der Adresse eines leeren Bereiches (eine freie Seitenadresse) die Ausschußprioritätssteuerung der drei Arten von Klassen (H/M/L) bezeichnet. Auf diese Art und Weise entsprechen die drei Arten der Ausschußklassen der EF-Klasse.
Wenn das Eingangspaket in den empfangsseitigen Nutzlastdatenspeicher 1c eingeschrieben ist, ermittelt die empfangsseitige Schaltschnittstellensteuersektion 1b, die in der vorhergehenden Stufe des Nutzlastdatenspeichers 1c positioniert ist, die Adresse des leeren Bereiches (freie Seitenadresse) in dem empfangsseitigen Nutzlastdatenspeicher 1c. Unter Verwendung der freien Seitenadresse wird das eingegebene Paket in den empfangsseitigen Nutzlastdatenspeicher 1c eingeschrieben.
Bezüglich der Erfassung der Leerer-Bereich-Adresse hat die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d wenige Arten von Prioritäten. Für eine einfache Beschreibung zeigt die 2 ein Beispiel, bei dem drei Arten von Ausschußklassen (H/M/L) verwendet werden.
Die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d überwacht die Kapazität des leeren Bereiches des empfangsseitigen Nutzlastdatenspeichers 1c. Wenn die Kapazität kleiner als ein vorbestimmter hoher Schwellenwert ist, erlaubt die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d nur das Einschreiben eines Paketes hoher Priorität. Wenn die Kapazität kleiner als ein vorbestimmter niedriger Schwellenwert ist, erlaubt die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d nur das Einschreiben eines Pakets mittlerer Priorität. Mit Ausnahme dieser Fälle erlaubt die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d, daß Pakete irgendwelcher Klassen in den Speicher eingeschrieben werden. Dies ist die Ausschußsteuerung für den Speicher 1c. Die Ausschußsteuerung wird in Übereinstimmung mit den drei Arten von ausrangierten Verkehrsklassen gebracht.

(3) Prioritätssteuerung, die durchgeführt wird, wenn ein ausgegebenes Paket aus dem übertragungsseitigen Nutzlastspeicher 1i ausgelesen worden ist (Verzögerungsprioritätssteuerung)

Das Auslesen eines Paketes aus dem übertragungsseitigen Nutzlastdatenspeicher 1i wird durch die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m, die übertragungsseitige Schaltschnittstellensteuerung 1k und die übertragungsseitige Schaltschnittstelle 1j gesteuert.
Die Prioritätssteuerung des Kommunikationsgerätes ist die Steuerung einer Reihenfolge, in welcher Pakete aus dem übertragungsseitigen Nutzlastdatenspeicher 1i ausgelesen werden und ist mit der Verzögerungsprioritätssteuerung ver gleichbar. Die Verzögerungsprioritätssteuerung handhabt sechs Arten von Verzögerungsklassen, die IP-QOS-Codes haben.

(4) Prioritätssteuerung, die durchgeführt wird, wenn ein Paket, das vom Kreuzungsschalter übertragen wird, in den übertragungsseitigen Nutzlastdatenspeicher eingeschrieben ist (Ausschußprioritätssteuerung)

Das Paket, welches von dem Kreuzungsschalter 1g übertragen wird, ist in den übertragungsseitigen Nutzlastspeicher eingeschrieben. Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m ist von den Daten des eingeschriebenen Pakets als Objekt benachrichtigt. Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m steuert die Schlangenlängen durch Klassen in dem übertragungsseitigen Nutzlastdatenspeicher. Somit vergleicht die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m die Schlangenlänge mit dem Schwellenwert der Ausschußklasse, um zu bestimmen, ob Pakete in dem übertragungsseitigen Nutzlastspeicher enthalten sind, die ausgesondert werden oder nicht. Das Ergebnis entspricht der Ausschußklasse der Verkehrsklasse.
Die übertragungsseitige Schaltschnittstellensteuerungssektion 1k führt die Paketübertragung/Paketaussonderung unter Verwendung von zwei Arten (Übertragung/Aussonderung) von Objekten durch. Bei der Übertragung eines Paketes wird ein Paket, welches in einem FSU-Speicher sitzt, ausgelesen und in Antwort auf einen Lesebefehl übertragen. Für den Fall des Aussonderns eines Paketes wird ein Paket, das in dem FSU-Speicher sitzt, in Antwort auf einen Fallen-Laß-Befehl ausgesondert.
(IP-QOS-Klassenbestimmungssektion)
3 zeigt den Hauptteil der IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e. Die Einzelheiten der IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e werden anhand der 3 beschrieben.
Wie in der Figur gezeigt, ist die IP-QOS-Klassenbestimmungssektion 1e aus einer Kopfdatenextrahiersektion 3a, einer Kopfdatenprüfsektion 3b, einer IP-QOS-Code-Suchsektion 3c, einer Überwachungssteuerungssektion 3d, einer IP-QOS-Code-Ausgangssektion 3e und einer Parameterregistersteuerungssektion 3f zusammengesetzt.
Die Kopfdatenextrahiersektion 3a extrahiert vorbestimmte Daten aus den Formaten der IP-Kopfdaten und TCP/UDP-Kopfdaten des in der 9 gezeigten IPv4-Kopfdatenformates und überträgt Feldwerte, die in den extrahierten Daten enthalten sind, als IP-Daten zu der IP-QOS-Code-Suchsektion 3c. In der 9 zeigt ein eng schraffierter Bereich (Ver) ein zu überprüfendes Feld. Mittelbreit schraffierte Abschnitte (TOS, Src-IP-Adresse, Dst-IP-Adresse, L4-Src-Port und L4-Dst-Port) zeigen Felder zum Spezifizieren der Klassen als Objekte eines Suchschlüssels.
Die extrahierten Daten umfassen eine 4-Bit-Version (Ver), eine 8-Bit-TOS-(Servicetyp)-Kennung, eine Quellen-(Src)-IP-Adresse, eine Ziel-(Dst)-IP-Adresse, eine L4-Src-Portnummer von Schicht-4-Kopfdaten und eine L4-Dst-Portnummer der Schicht-4-Kopfdaten. Eine Internetkopfdatenlänge (IHL) zeigt die Größe der IP-Kopfdaten an, eine Datagrammlänge zeigt die Gesamtlänge des gesamten Paketes an, welches die IP-Kopfdaten und die IP-Daten enthält, und eine Identifikation zeigt eine Kennung an, die ein Fragment wieder herstellt. Ein Flag M ist aus drei Bits zusammengesetzt, ein 13-Bit-Fragmentversatz zeigt den Ort eines Fragmentes nach der Teilung in Originaldaten an, und eine Lebenszeit zeigt eine Zeit an, während welcher die Anwesenheit in einem Netzwerk zugelassen ist. Zusätzlich spezifiziert ein Protokoll das obere Schichtprotokoll und eine Kopfdatenprüfsumme zeigt die Prüfsumme der IP-Kopfdaten an.
Die IP-Kopfdatenprüfsektion 3b überprüft die Normalität der IP-Kopfdaten und gibt das Ergebnis an das IP-Kopfdaten- oder Encap-Feld an die IP-QOS-Code-Ausgangssektion 3e. Die IP-QOS-Code-Suchsektion 3c greift auf den inhaltsadressierbaren Speicher (CAM) und den SRAM zu, und zwar unter Verwendung von Daten, die von der Kopfdatenextrahiersektion 3a erhalten worden sind, als Suchschlüssel, um einen IP-QOS-Code zu bestimmen. Der bestimmte IP-QOS-Code enthält Daten, die eine Klassenkennung des Gerätes, die Priorität der Schaltsteuerung usw. betreffen.
Die Überwachungssteuersektion 3d überwacht den Verkehr jeder Klasse, die durch die in der vorhergehenden Stufe positionierte IP-QOS-Code-Suchsektion 3c bestimmt worden ist, um einen übermäßigen Verkehrsfluß zu steuern oder zu beschränken. Bei dieser Verarbeitung wird das Token-Bucket-System verwendet, um die Verkehrsübertretung oder übermäßige Übertragung zu überwachen. Im Token-Bucket-System steigt eine Tokenquantität, die in einem Bucket enthalten ist, mit dem Verhältnis, das basierend auf dem Ausdruck: T (abgelaufene Zeit) × r (mittlere Rate) berechnet worden ist. Selbst wenn ein Paket empfangen ist, wird, wenn keine Token vorhanden sind, die eine Länge ergeben, die ausreicht, um das empfangene Paket zu enthalten, das Paket ausgesondert. Bei der vorstehenden Verarbeitung wird die Länge eines Paketes mit einer Tokenlänge verglichen. Wenn die Tokenlänge kürzer als die Paketlänge ist, wird der Wert des Ausschußbits auf "1" gesetzt, um anzuzeigen, daß das Paket auszusondern ist, und das Paket wird zu einem Block einer rückwärtigen Stufe übertragen. Im Gegensatz hierzu wird für den Fall der "Tokenpaketlänge" der Wert des Ausschußbits auf "0" gesetzt. Dies ist eine einfache logische Verarbeitung. Um schnell zu bestimmen, ob die Verkehrsübertretung verursacht ist oder nicht, kann bei der Herstellung und Einstellung der Hardware und der Software das folgende Verfahren angewandt werden.
Die Bedingung für das Durchlassen eines eingegebenen Paketes. ist so gesetzt, daß "Token 0" anstatt von "Tokenpaketlänge" gilt.
Nach der Übertragung des Paketes wird die Menge entsprechend der Größe des Paketes von der vorhandenen Menge Token abgezogen. Als ein Ergebnis kann die Tokenmenge negativ sein. Wenn sie ein negativer Wert ist, wird das übertragene Paket als ein Objekt betrachtet, das eine Verkehrsübertretung verursacht. Unter Verwendung der Bestimmungsschaltung ist es möglich, zu bestimmen, ob das übertragene Paket ein Verkehrsübertretungsobjekt ist oder nicht, und zwar nur basierend auf dem Tokencodedatum (1-Bit-Datum). Das heißt, die vorliegende Schaltung hat eine einfache Struktur.
Die IP-QOS-Code-Ausgangssektion 3e führt die Taktwiederherstellung eines IP-QOS-Codes durch, der bestimmt ist durch die IP-QOS-Code-Suchsektion 3c, ein Filterbit aus der Überwachungssteuersektion 3d und Fehlerdaten aus der Kopfdatenprüfsektion 3b, um an die empfangsseitige Schaltschnittstellensteuersektion 1b der rückwärtigen Stufe eine Ausgabe zu machen. Ein Operator bestimmt, wie die Felder zu kombinieren sind, die in der Aufzeichnung (MF/BA-Kennung) der IP-Kopfdaten der Verkehrsklassen enthalten sind, und wie die kombinierten Felder mit den Verkehrsklassen korrespondieren. Diese Ergebnisse sind nicht in den Empfehlungen der RFC oder IETF spezifiziert. Um die vorstehende Korrespondenz mit den Verkehrsklassen möglich zu machen, ist es notwendig, die Aufzeichnung der Verkehrsklassen basierend auf einer beliebigen Kombination aus extrahierten Kopfdaten durchzuführen.
Wenn beispielsweise die Prioritätssteuerung am spezifizierten IP-Verkehr zwischen gewissen Vertragsbenutzern durchgeführt wird, wird die Klassifikation der Verkehrsklassen basierend auf der Kombination aus einer Quellen-(Src)-IP-Adresse und einer Ziel-(Dst)-IP-Adresse durchgeführt. Bei dem spezifizierten IP-Verkehr ist, wenn die Prioritätssteuerung nur am Verkehr des HTTP (Protokoll für Austauschen von Hypertexten mit einem WWW-Server im Internet) durchgeführt wird, es notwendig, die Verkehrsklasse durch Kombinieren des Src-Portnummer und einer Ziel-Portnummer, die in den Kopfdaten der oberen Schicht enthalten sind, zu kombinieren. Zusätzlich ist es, wenn die Prioritätssteuerung nur für den Verkehr durchgeführt wird, der von einem bestimmten Server übertragen wird, notwendig, die Verkehrsklassen zu klassifizieren, indem nur auf eine Src-IP-Adresse als die IP-Adresse des Servers und eine Src-Portnummer Bezug genommen wird. Wie hier gezeigt, wird dieses Verfahren als ein Mehrfeld-(MF)-Klassifizierer bezeichnet, wenn die Verkehrsklassen basierend auf einer Kombination aus der Vielzahl von Feldern der IP-Kopfdaten und der oberen Schicht klassifiziert werden.
Anders als das vorstehend beschriebene Verfahren, gibt es ein Klassifizierungsverfahren, das als Verhaltensaggregat-(BA)-Klassifizierer bezeichnet wird. Ein BA-Klassifizierer klassifiziert Verkehrsklassen durch Bezugnahme auf nur das TOS-Feld der IP-Kopfdaten. Das TOS-Feld, das in den IP-Kopfdaten definiert ist, ist ein Spezialfeld, welches für den differenzierten Service definiert ist. Das TOS-Feld wird dazu verwendet, eine Prozedur zum Klassifizieren der Verkehrsklassen basierend auf einer Kombination von Feldern der IP-Kopfdaten in einem Router zu verringern. Das heißt, ein Router der oberen Stufe klassifiziert die Verkehrsklassen basierend auf den Feldern in den IP-Kopfdaten und addiert die Klassendaten dem TOS-Feld, auf welches übertragen wird. Die Router für die nächste Stufe, die dem Router für die obere Stufe folgen, müssen nur die Prioritätssteuerung für jede Verkehrsklasse durchführen, indem sie nur auf die TOS-Felder Bezug nehmen. Hersteller müssen jedoch bestimmen, wie die TOS-Felder zu verwenden sind. Somit ist es notwendig, die Geräte der gleichen Tochtergesellschaften (Hersteller) miteinander zu verbinden oder es werden Ein schränkungen geschaffen, indem Operationsregeln zwischen benachbarten Routern errichtet werden müssen. Wie vorstehend angegeben, erfordert die Abbildung der Verkehrsklasse, daß Registrierungen in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Kombinationen beliebiger Felder erlaubt sind. Bei der vorliegenden Erfindung können der MF-Klassifizierer und der BA-Klassifizierer simultan durch das folgende Verfahren unterstützt werden.
(Betrieb der Klassensuchsektion)
Der Betrieb der Klassensuchsektion wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
4 zeigt die Struktur und den Betrieb der Klassensuchsektion 3c. 5 zeigt einen Suchoperationsfluß. Wie in der 4 gezeigt, ist die IP-QOS-Klassensuchsektion 3c aus einem Schicht-4-(L4)-Port-Umwandlungs-SRAM, einem Quellen-IP-Adressensuch-CAM, einem Ziel-IP-Adressensuch-CAM, einem Prioritätskartiersuch-CAM und einem Prioritätssetz-SRAM zusammengesetzt. Mit dieser Struktur extrahiert die IP-QOS-Klassensuchsektion 3c die Software-Prioritätssteuerdaten. Zusätzlich hat das in der 5 gezeigt Flußdiagramm eine CAM-Suchsektion, die die Source-IP-Adresse, die Ziel-IP-Adresse, eine TOS-Kennung und ein Protokoll eingibt, um eine gesuchte Adresse Q auszugeben, und eine SRAM-Zugriffssektion, die die gesuchte Adresse Q, den Obere-Schicht-TCP-Quellport und den Obere-Schicht-TCP-Zielport zum Ausgeben eines IP-QOS-Codes eingibt.
In dieser Situation werden die Bedingungsdaten hauptsächlich auf dem CAM beschrieben und die Aktionsdaten auf dem SRAM beschrieben. Die Aktionen, die auf dem SRAM beschrieben sind, entsprechend den Bedingungen, die auf dem CAM beschrieben sind. Somit ist die Anordnung von CAM und SRAM, beide als Aufzeichnungsmedium kein notwendiges Erfordernis. Unter Berücksichtigung des Hochgeschwindigkeitsbetriebes des SRAM kann jedoch der CAM durch Unterteilen der Speicherfläche des SRAM gebildet sein. In diesem Fall ist es primär notwendig, ein Implementierungsverfahren zum effektiven Verwenden der Quelle (Fläche: Anzahl der Eingänge) des CAM anzuwenden.
Wie vorstehend beschrieben, klassifiziert der MF-Klassifizierer Verkehrsklassen basierend auf beliebigen Kombinationen aus einer Src-IP-Adresse, einer Dst-IP-Adresse, einer Src-Portnummer, einer Dst-Portnummer, einer Protokollnummer und einer TOS. Wird der MF-Klassifizierer betrachtet, ist das einfachste Suchverfahren ein Verfahren, bei dem die Werte einer Src-IP-Adresse, einer Dst-IP-Adresse, einer Src-Portnummer, einer Dst-Portnummer, einer Protokollnummer und eines TOS-Feldes als registrierte Daten auf dem CAM gesetzt werden, die in der Lage sind, eine Maske für jeden Eingang zu bezeichnen, und die Suchoperation wird basierend auf den Paketkopfdaten jedesmal dann durchgeführt, wenn ein Paket eingegeben wird. Da jedoch bezüglich der Bitbreite des CAM Einschränkungen bestehen, sind praktische Ideen für die Implementierung notwendig.
Die vorliegende Erfindung hat eine Sequenz zur Ermittlung eines IP-QOS-Codes unter Verwendung des Mehrzweck-CAM und des erfolgenden zweistufigen Suchverfahrens. Der BA-Klassifizierer führt den Prozeß des Umwandelns eines IP-QOS-Codes durch, indem er nur auf die TOS-Felder in dem gleichen Rahmenwerk als wie der Prozeß, der durch den MF-Klassifizierer durchgeführt wird, Bezug nimmt. Das heißt, der Prozeß durch den BA-Klassifizierer kann als ein Fall betrachtet werden, bei dem nur die TOS-Felder im Fall des MF-Klassifizierers verwendbar sind.
Wenn die Konfiguration des CAM berücksichtigt wird, ist es möglich, unter Verwendung beider Klassifizierer eine Operation durchzuführen.
Als erstes werden als eine erste Verarbeitung Felder zu Schlüsselwerten degeneriert, um in dem CAM und dem SRAM registriert zu werden. Als nächstes werden als ein Klassifizierungsprozeß Eingaben als die registrierten Schlüsselwerte auf dem CAM gesucht.
Eine detaillierte Erläuterung wird im folgenden anhand der 4 und 5 gegeben.
(Vorregistrierung in dem CAM)
Vorverarbeitung 1: Die Registrierung/Degenerierung einer Src-IP-Adresse ist im Schritt ➀ in der 4 gezeigt.
Im voraus sind alle Src-IP-Adressen/Voranstellungen, die in den Eingängen für die Klassifikation enthalten sind, registriert. In dem Vorprozeß wird, wenn die Src-IP-Adresse und die Dst-IP-Adresse degeneriert werden, die Src-IP-Adresse als ein Suchschlüssel verwendet, um die Suchoperation unter Verwendung der längsten Präfixübereinstimmung unter Regulierungen durchzuführen, die auf dem klassenlosen Interdomain-Routing (CIDR) basieren. Eine CAM-Adresse, die durch die Suchoperation erhalten worden ist, wird als die Adresse A gesetzt. Wenn kein Schlüsselwert registriert ist, sind alle "0" ein Wert, der die Adresse A anzeigt. Dieser Prozeß ist äquivalent dem Schritt S1, der in der 5 gezeigt ist.
Vorverarbeitung 2: Die Registrierung/Degenerierung einer Dst-IP-Adresse, die im Schritt ➁ der 4 gezeigt ist.
Ähnlich wie bei der Vorverarbeitung 1 sind im voraus alle Src-IP-Adressen/Voranstellungen, die in den Eingängen für die Klassifikation enthalten sind, registriert. Die Dst-Adresse wird als ein Suchschlüssel verwendet, um das Suchen durch die längste Präfixübereinstimmung durchzuführen. Eine CAM-Adresse, die durch die Suchoperation erhalten worden ist, wird als Addr B gesetzt. Wenn kein Schlüsselwert registriert ist, sind alle "0s" der Wert der Addr B. Dieser Prozeß ist ein Äquivalent zu dem Prozeß des Schrittes S2, der in der 5 gezeigt ist. Wenn die CAMs zueinander parallel geschaltet sind, können die in der 5 gezeigten Schritt S1 und S2 parallel durchgeführt werden.
Vorverarbeitung 3: Die Registrierung/Degenerierung der Portnummern (der Daten der Schicht 4), die in den Schritten ➀' und ➁' der 4 gezeigt sind. Der Zweck der Verarbeitung 3 ist es, die Anwendung der Schicht 4 von der Src-Portnummer oder der Dst-Portnummer zu klassifizieren, um diese in einen vorbestimmten Schlüsselwert zu degenerieren. Die Portnummern werden in allgemein bekannte Portnummern, die das Protokoll der Schicht 4 definieren, und in Nummern, die beliebig durch Anschlüsse addiert werden, klassifiziert. Bei dem Einsatz der Normalschicht 4 wird die gut bekannte Portnummer der Anwendung der Schicht 4, die durch einen Server durchgeführt ist, der Dst-Portnummer eines Paketes addiert, das von einem Klienten zu einem Server geleitet worden ist. Die gut bekannte Portnummer ist in einem Speicher (Tabelle) registriert. Die gut bekannten Portnummern, die bei der Operation erforderlich sind, sind auch auf wenige Arten von Nummern begrenzt (HTTP, TELNET, FTP, etc.). Somit wird nur eine geringe Speichergröße (256 × 8 = 2064 Bit) benötigt.
Bei der Verarbeitung 3 wird die Portnummer als die Adresse verwendet und der Zugriff wird auf den Speicher ausgeübt, um von der Portnummer auf einen Schlüsselwert umzuwandeln, um einen vorbestimmten Schlüsselwert zu ermitteln. Der Schlüssel ist aus einem Code, der die Schicht 4 spezifiziert, und einem Flag, welches bezeichnet, ob der Schlüsselwert für einen Scr-Port oder einen Dst-Port gültig ist oder nicht, zusammengesetzt. Der Grund für das Bezeichnen der Flags für die Src/Dst-Ports ist, daß es möglich ist, einen Einwegverkehr zu klassifizieren. Beispielsweise kann die Klasse des Verkehrs, der auf einen Server übertragen wird, als eine Klasse hoher Priorität behandelt werden, während die Klasse des Verkehrs, welcher zu einem Klienten übertragen wird, als die Bestaufwandsklasse behandelt wird. Wie in den Schritten S3 und S4 der 5 gezeigt, wird die Verarbeitung an jeder Src-Portnummer und Dst-Portnummer implementiert. Das Lesen eines Umwandlungsschlüssels basierend auf Src-Portnummer ist äquivalent dem Schritt S3 der 5. Das Lesen eines Umwandlungsschlüssels basierend auf der Dst-Portnummer ist äquivalent den Schritten ➀' und ➁' der 4 und dem Schritt S4 der 5. Die Ergebnisse der beiden vorstehend genannten Prozesse erzeugen einen Schlüsselwert, in welchem eine gut bekannte Portnummer degeneriert ist, und ein Flag, welches anzeigt, ob der Schlüsselwert von einem Src-Port oder einem Dst-Port kommt. Dieser Prozeß ist äquivalent dem Schritt S5 der 5 zum Berechnen des Portschlüssels.
(Klassenbestimmungsprozeß, der in den Schritten ➂ und der 4 gezeigt ist)
Der CAM wird wiederum basierend auf den Schlüsselwerten, TOS-Feldern und Protokollnummern, die in dem Vorprozeß, wie er in den Schritten S1 bis S5 der 5 gezeigt ist, erhalten worden sind, gesucht. Dieser Prozeß ist äquivalent einem Schritt S6 in der 5. Die Kombination der Schlüssel, das heißt Schlüssel, die für die Suchoperation als gültige Daten verwendet werden, sind als Maskendaten für jede Eingabe in den CAM definiert. Dieser Prozeß kann eine CAM-Adresse (addr Q) schaffen, in welcher jede Eingabe gespeichert ist.
Zum Schluß wird in einem Schritt S7 der 5 die CAM-Adresse (addr Q) als Zeigerdaten für einen externen Speicher verwendet. Als Ergebnis können schließlich erforderliche Verkehrsklassendaten erhalten werden.
Die empfangsseitige Schaltschnittstellensteuerungssektion 1b kartiert Daten (IP INFO), die in dem in der 5 gezeigten Operationsfluß erhalten worden sind, in einem Objekt und überträgt diese auf die empfangsseitige Schaltschnittstelle 1d. Dann führen die Eingangs-IF-Karten eine Vielfalt an Prioritätssteuerung durch.
Anzumerken ist, daß, wenn es in den registrierten Daten bei der Suchoperation im CAM kein Treffer gibt, der CAM zur Adresse "0" zurückkehrt. Dies ist als ein Klassencode definiert, der den BE-Verkehr anzeigt. In dem externen Speicher wird ähnlich der Wert des externen Speichers zu einem Rücksetzzeitpunkt so gesetzt, daß alle Werte "0" sind, und der Bereich der Adresse "0" speichert die Daten der BE-Verkehrsklasse. Somit wird der Verkehr, der in der CAM-Suchoperation nicht getroffen ist, als BE-Verkehr betrachtet. Die Details der in den CAM gespeicherten Tabellen sind in den 6A bis 8 gezeigt.
Die 6A und 6B zeigen strukturelle Beispiele einer Tabelle, die in dem Speicher CAM (adressierbarer Inhalt des Speichers) gespeichert sind, und eine Tabelle eines Speicherbereiches für die IP-Src-Präfixeintritte. Die 7A und 7B zeigen eine Tabelle eines Speicherbereiches für die IP-Dst-Präfixeingaben und eine Tabelle eines Speicherbereiches für die IPINFO-Adresseneintritte. Zusätzlich zeigt die 8 eine Tabelle eines Speicherbereiches für die IPINFO-Eintritte. Für den Fall der 6A bis 8 zeigt der Bezugsbuchstabe D Aussonderung (0: normal und 1: Aussonderung) bei der Filterung an. Zusätzlich zeigt der Bezugsbuchstabe P die Paketpriorität an (0: niedere Priorität und 1: hohe Priorität); die Referenzzeichenroute zeigt ein oberes 1-Bit-Routenänderungsflag an (0: fehlerhafte Routensetzung und 1: untere 4-Bit-Routenfeldsetzung). Das Ausgeben des TOS-Bits 9 zeigt ein DSCP-Update-Flag an (0: nicht Wiedereinschreiben des TOS-DSCP-Feld-Bits 7 – 2 und 1: Implementierung des Wie dereinschreibens desselben). Das Ausgeben des TOS-Bits 8 zeigt ein CU-Update-Flag an (0: nicht Wiedereinschreiben des TOS-CU-Feld-Bits 1 und 0 und 1: Implementierung des Wiedereinschreibens derselben). Das Ausgeben des TOS-Bits 7 – 2 zeigt ein TOS-DSCP-(differenzierter Servicecodepunkt)-Feld an. Das Ausgeben des TOS-Bits 1 – 0 zeigt ein TOS-CU-(derzeit nicht verwendet)-Feld an.
(Verkehrsregelungsverfahren)
Wie in der 15 gezeigt, werden in dem Verkehrsregelungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Verkehrscharakteristika durch ein Token-Bucket-Modell ausgedrückt. Das Token-Bucket-Modell wird in der Überwachungssektion 3d der empfangsseitigen Schaltschnittstellensektion und der Formsektion 8f der übertragungsseitigen Schaltschnittstellensektion angewandt.
Das heißt, wenn der Algorithmus für das Detektieren der Verkehrscoderegelübertretung betrachtet wird, haben die Form- und Überwachungssektion beide eine gleiche Schaltkreisstruktur. 15 zeigt das Token-Bucket-Modell. Das Token-Bucket-Modell hat ein Token enthaltendes Register (Bucket b), um Token im Bucket zyklisch zu addieren. In diesem Fall steigen Token mit einer mittleren Rate (r). In dem Tokenaddierprozeß wird der Wert von (WC + Token) mit dem oberen Tokengrenzwert b verglichen, und wenn der Wert den oberen Grenzwert b übersteigt, wird der Wert b gesetzt.
Als eine Bedingung für das Übertragen eines Paketes ist es notwendig, daß ein Token, welches eine Größe entsprechend der Größe eines zu übertragenden Paketes angibt, in dem Bucket präsent ist. Nachdem das Paket übertragen worden ist, wird die Nummer des Tokens, das eine Länge äquivalent der übertragenen Paketlänge gegeben hat, gegenüber der gegenwärtigen Nummer des Tokens reduziert. Bei der Paketübertragung ist, wenn ein Token das ausreicht, eine Länge gleich oder größer als die Paketlänge anzugeben, in dem Bucket nicht vorhanden ist, das übertragene Paket ein Verkehrscoderegelübertretungsobjekt. Wenn der Zustand an die Überwachungssektion 3d angelegt wird, wird das Paket als das Verkehrscoderegelübertretungsobjekt ausgesondert oder es wird beispielsweise eine Markierung mit niedriger Priorität durchgeführt. Für den Fall der Formsektion 8f, wird nach dem Warten, bis genügend Token in dem Bucket sich angesammelt haben, um die Übertragung des Verkehrscoderegelübertretungsobjektes zu erlauben, das Paket übertragen.
(Zusätzliche Beschreibung des in der 16 gezeigten)
Die Verkehrscoderegelübertretung tritt auf, wenn nicht genügend akkumulierte Token im Bucket vorhanden sind, um ein Paket zu übertragen. Die Anzahl der Token, die in dem Bucket enthalten sind, steigt in einem Verhältnis, das durch den Ausdruck: T (abgelaufene Zeit) × r (mittlere Rate) berechnet wird. Wenn Token, die in dem Bucket akkumuliert sind, selbst dann nicht eine erforderliche Länge erreichen, obwohl ein Paket empfangen worden ist, wird die Übertragung des Paketes solange zurückgestellt, bis Token unter Erreichung der erforderlichen Länge in dem Bucket akkumuliert sind.
16 zeigt die Operationsbilder der Überwachung und der Formung. Unter Bezugnahme auf die 16 wird die folgende Beschreibung gegeben.
(Beispiel der Überwachungsoperation)
Es wird angenommen, daß das Paket 1 zum Zeitpunkt T1 ankommt. Wenn dieses nicht das Verkehrscoderegelübertretungsmuster hat, wird das Paket 1 zum selben Zeitpunkt T1' ausgegeben. Die Anzahl der Token, die in einem Bucket zum Ausgangszeitpunkt verbleiben, ist mit X1 angezeigt. Es wird angenommen, daß das Paket 2, welches die Größe s2 hat, zum Zeitpunkt T2 ankommt. Die Anzahl der Token, die notwendig ist, um das Paket 2 auszugeben, ist äquivalent zu S2. Es wird jedoch angenommen, daß der Wert von S2 größer als {X1 + (T2 – T1) × r} angenommen worden ist. In diesem Fall wird eine Verkehrscoderegelübertretung verursacht. Als ein Ergebnis wird das Paket 2 ausgesondert.
(Beispiel der Formoperation)
Es wird angenommen, daß das Paket 1 zum Zeitpunkt T1 ankommt. Zu diesem Zeitpunkt wird, da eine Verkehrscoderegelübertretung nicht verursacht ist, das Paket 1 zum selben Zeitpunkt T1' ausgegeben. Die Anzahl der Token, die in dem Bucket zum Ausgangszeitpunkt übrig bleiben, ist durch X1 angezeigt.
Es wird angenommen, daß das Paket 2, welches die Größe s2 hat, zum Zeitpunkt T2 ankommt. Die Anzahl der Token, die notwendig sind, um das Paket 2 auszugeben, ist äquivalent zu s2. Es wird jedoch angenommen, daß S2 > {X1 + (T2 – T1) × r} ist. In diesem Fall ist eine Verkehrscoderegelübertretung nicht verursacht. Somit wird das Paket 2 nach einer Wartezeit τ, während der eine erforderliche Anzahl von Token in dem Bucket akkumuliert worden sind, ausgegeben. In diesem Fall kann die Zeit τ durch eine Gleichung S2 = X1 + {(T2 – τ) – T1} × r berechnet werden.
(Einzelheiten der Prioritätssteuerung durch die Ausgangsschnittstellenkarten)
Unter Bezugnahme auf die 2 wird die Prioritätssteuerung durch die Ausgangsschnittstellen-(IF)-Karten gegeben. Die Ausgangs-(IF)-Karten betrachtend, führt die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m basierend auf IP-QOS-Codes (Verkehrsklassen), die in Objektdaten definiert sind, eine vorbestimmte Prioritätssteuerung durch. Die IP-QOS-Codes sind als Daten zum Identifizieren der Verkehrsklassen definiert und zeigen eine Anzahl von Verzögerungsklassen und eine Anzahl von Ausschußklassen. Die Prioritätssteuerung, die durch die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m durchgeführt wird, ist äquivalent den Schritten ➂ und ➃ der 4. 10 zeigt eine Konzeptansicht der Prioritätssteuerung durch die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m.
(Prioritätssteuerung durch die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung)
Die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung 1m empfängt Objekte über einen FIFO 1n von der übertragungsseitigen Schaltschnittstelle 1j und ein Klassifizierer 8a klassifiziert die Objekte. Die klassifizierten Objekte werden in einem gemeinsamen Puffer 8c unter Wahl der Warteschlange für jede Klasse gespeichert. Der gemeinsame Puffer 8c speichert die Objekte für jede Klasse. Es gibt sechs Arten von Objektwarteschlangen 8c insgesamt, die den Klassen EF, AF1 bis AF4 und BE zugewiesen sind. Diese Objektwarteschlangen werden alle durch den gemeinsamen Puffer 8c gesteuert. Die Definitionen für die EF-, AF- und BE-Klassen sind bereits in der Beschreibung des Standes der Technik angegeben worden.
Da die EF-Klasse als ein Bandgarantieservice betrachtet wird, wird eine präzise Übertragungssteuerung durchgeführt, indem zusätzlich eine Formsektion 8f verwendet wird. Eine bewertete zyklische Warteschlangensteuerung 8d, die in der 10 gezeigt ist, führt die Wahlsteuerung an einem Ausgangsklassenwähler 8e so durch, daß die EF-Klassenwarteschlange zuerst vor den AF-/BE-Klassenwarteschlangen gelesen wird. Die RF- und BE-Klassenwarteschlangen werden im folgenden beschrieben. Die Formsektion 8f hat eine Schaltungsstruktur, die aus einem Token- Bucket-Modell zusammengesetzt ist, welches ein Äquivalent der Überwachungseinheit ist. Die Differenz zwischen der Formsektion und einer Überwachungssektion besteht nur bezüglich dessen, ob die Übertragung des Paketes, welches eine Verkehrscoderegelübertretung hat, zurückgestellt wird oder ob das Paket ausgesondert wird. Diesbezüglich und wie im Fall der Überwachungssektion und in Termen der Implementierung ausgedrückt, kann der Übertragungsprozeß mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, wenn die Paketübertragung bestimmt wird, indem nur Bits verwendet werden, die den Token addiert werden. Weiterhin kann die Schaltungsstruktur vereinfacht werden.
Die Ablaufsteuerung der AF- und BE-Klassen wird durch das bewertete zyklische Warteschlangenbetriebs-(WRR)-System durchgeführt.
(Zusätzliche Erläuterung des WRR)
Die WRR-Ablaufsteuerung zeigt ein expandiertes zyklisches Warteschlangenbetriebsablaufsystem. Gemäß einem vorbestimmten Bewertungsverhältnis ist der Service für jede Klasse vorgesehen. In dem WRR-System hat jede Klasse einen Zähler. Jeder Zähler zeigt die Anzahl der Zellen (oder Pakete, die feststehende Längen haben), die zum Zeitpunkt, da der Zähler rückgesetzt wird, auf den Weg schickbar sind. Zum Rücksetzzeitpunkt ist der Wert des Zählers so gesetzt, daß er der bewertete Wert jeder Klasse ist. Wenn der Zählerwert einer gewählten Klasse gleich oder größer als "0" ist und der Puffer eine oder mehrere Zellen enthält, wird eine Zelle der Klasse ausgegeben, um den Zählerwert zu senken. Wenn die Bewertungswerte aller Klassen "0" sind oder die Anzahl der Zellen im Puffer "0" ist, werden alle Bewertungszähler rückgesetzt. Wenn somit alle Klassen ausreichende Eingangsverkehre haben, entspricht die Anzahl der Ausgangszellen einem Bewertungsverhältnis.
Jede Klasse der AF-Klassen und BE-Klassen hat einen Bewertungszähler 8g und einen Bewertungswert. Eine bewertete zyklische Warteschlangenbetriebssteuerung 8d bestimmt die Objekte der AF/BE-Klassen, die zu lesen sind, basierend auf den Bewertungswerten und den Daten der Warteschlangenlängen der Klassenwarteschlagen 8c eines gemeinsamen Puffers, um den Wähler zu steuern. Die Warteschlangen der gewählten AF-Klasse und BE-Klasse geben ihre Objekte in der Reihenfolge des FIFO aus.
(Aussonderungssteuerung)
Eine Aussonderungssteuerungslogikeinheit 8b, die in der 10 gezeigt ist, führt die Aussonderungssteuerung basierend auf einer Logik, die in der 11 gezeigt ist, durch. Die Warteschlagenlänge 8h jeder Klasse wird auf der Basis der eingegebenen Objektdaten gesteuert. Für jede Klasse ist ein Aussonderungssteuerungsschwellwert 8k definiert. Zusätzlich ist der Schwellenwert des gesamten gemeinsamen Puffers 8c definiert. Die Aussonderungssteuerungslogik 8b führt die Aussonderungssteuerung durch, indem sie die Warteschlangenlänge jeder Klasse mit den Schwellenwerten 8k jeder Klasse vergleicht und eine übertragungsseitige Schaltschnittstelleneinheit 1j von einem Objekt, das als ein fallen zu lassendes Objekt ausgesondert werden soll, informiert. Zusätzlich zu der Aussonderungssteuerung, die durch den vorstehend beschriebenen, auf der Klasseneinheit basierenden Vergleich durchgeführt wird, wird eine weitere Aussonderungssteuerung durch Vergleichen der Gesamtwarteschlangenlängen der gleichen Aussonderungsklasse mit deren Schwellenwerten in dem gemeinsamen Gesamtspeicher 8c durchgeführt. In der 11 sind drei Arten von Aussonderungsklassen und drei entsprechende Schwellenwerte vorgesehen. Im einzelnen gibt es vier Aussonderungsbedingungen, wobei (1) in allen Klassen keine Aussonderungssteuerung durchgeführt wird; (2) die Aussonderungssteuerung nur bei der Klasse niedriger Priorität durchgeführt wird; (3) die Aussonderungssteuerung sowohl bei einer Klasse mit niedriger Priorität als auch mit mittlerer Priorität durchgeführt wird; und (4) die Aussonderungssteuerung über alle Klassen durchgeführt wird. Wenn in der 11 der Wert einer Klassenwarteschlangenlänge gleich oder größer als der Wert des Schwellenwertes 3 wird, werden ungeachtet dessen, ob ein leerer Bereich vorhanden ist oder nicht, alle Pakete ausgesondert.
Nicht nur in der AF-Klasseneinheit, sondern auch in den gesamten gemeinsamen Speichern sind Schwellenwerte bezüglich der Summe der Aussonderungsklassen ähnlich definiert, um die Aussonderungssteuerung durchzuführen.
(Der für das WRR-System verwendete Puffer)
14 zeigt den Hauptteil des Puffers, der für das WRR-System verwendet wird. Bezüglich der Klassenobjektwarteschlangen 8c sind Bewertungszähler 111 bis 1n1 vorgesehen, die die vorhandenen Bewertungswerte steuern und vorläufige Bestimmungszähler 112 bis 1n2 vorgesehen, die die Bewertungswerte steuern, nachdem die Bewertungszähler zurückgesetzt worden sind. Wenn die Klassenbestimmung nicht sofort bei der ersten Verarbeitung durch die bewertete zyklische Warteschlangenbetriebssteuerung durchgeführt werden kann, wird die ähnliche Klassenbestimmungsverarbeitung mit dem Bewertungswert des vorläufigen Bestimmungsbewertungszählers durchgeführt, der nach der Rücksetzung des Bewertungszählers erhalten worden ist. Aber wenn diese Verarbeitung die Klassenbestimmung nicht machen kann, wird eine feststehenden Verzögerungsprioritätssteuerung durchgeführt, um die AF-Klassen zu wählen. Die vorstehenden Klassenbestimmungsverarbeitungen werden parallel durchgeführt, wobei eine Schleifenverarbeitung ausgeschlossen wird. Somit können die Verarbeitungen mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
(Fluß der Ablaufsteuerungsoperation)
Jede der 12 und 13 zeigt das Flußdiagramm der vorstehenden Ablaufsteuerung. Als Verarbeitungspfade existieren ein EF-Klassenbestimmungspfad und ein AF/BE-Klassenbestimmungspfad. Die EF-Klasse hat gegenüber den AF/BE-Klassen den absoluten Vorrang. Somit wird, wenn eine Übertragungsanfrage für ein EF-Klassenpaket besteht, das EF-Klassenpaket gewählt. Nur wenn keine Übertragungsanfrage für ein EF-Klassenpaket besteht, wird eine vorbestimmte AF/BE-Klasse gewählt.
Bezüglich der AF/BE-Klassenbestimmung führt das bewertete zyklische Warteschlangenbetriebssystem erste und zweite Bestimmungen durch und es wird eine feststehende Verzögerungsprioritätssteuerung durchgeführt, um als dritte Bestimmung aus den AF/BE-Klassen auszuwählen.
Wenn die in den 12 und 13 gezeigten Verarbeitungsflüsse gelesen werden, müssen die folgenden Punkte in Betracht gezogen werden. In jeder der 12 und 13 sind Parameter gezeigt, die im folgenden beschrieben werden. In der EF-Klasse zeigt der Parameter W[EF] eine anfängliche Bewertung (addierter Tokenwert) der EF-Klasse an; der Parameter WH[EF] zeigt einen oberen Grenztokenwert an; der Parameter WC[EF] zeigt einen Tokenwert (variabel) der EF-Klasse an; und der Parameter Add Time [EF] zeigt einen Tokenadditionszyklus an, der beispielsweise durch eine mittlere unter Kontrakt stehende Rate gesetzt ist. In den AF/BE-Klassen (AF1, 2, 3 und 4 und BE) zeigt der Parameter W[i] einen anfänglichen Klassenbewertungswert an; der Parameter WH[i] zeigt einen oberen Grenzwert eines Bewertungszählers an, WC[i] zeigt einen Bewertungszählerwert (variabel) an; der Parameter WC[i]r zeigt einen Bewertungszählerwert (variabel) nach einer einzelnen Rücksetzung des Bewertungszählers an; der Parameter WC[i] r WC[i] + _ class ptr zeigt einen Zeiger an, der eine übertragene/gesuchte Klasse zeigt; der Parameter MPSZ (maximale Paketgröße), der in den AF/BE-Klassen angewandt wird, zeigt eine maximale Paketlänge an, die als eine Bewertungsreferenz für seltene Fälle verwendet wird; und Q[i] > 0 zeigt die Abwesenheit oder Anwesenheit eines Objektes in einer Warteschlange an. Zusätzlich zeigt eine parameter-fixierte Priorität (Q[i]) eine Situation an, in welcher eine Ausgangsanfrage in der feststehenden Prioritätsreihenfolge von AF1, AF1, AF2, AF3, AF4 und BE nur basierend auf dem Parameter Q[i] > 0, ungeachtet eines WC-Wertes übertragen ist. Die Parameterlänge zeigt die Länge eines Paketes an und wird als ein allen Klassen gemeinsamer Parameter verwendet.
Als erstes wird der Prozeß der EF-Klassenwahl im folgenden beschrieben.
(Zyklische Tokenaddition)
In der 12 wird als eine Initialisierungsverarbeitung im Schritt S0a ein Token WC[EF] initialisiert, so daß es "0" ist. Im Schritt S0b wird ein Tokenadditionszeitpunkt erzeugt. Wenn er ein vorbestimmter Zeitpunkt ist (cnt = = Add_time [EF]) wird ein Token addiert (Schritt S0c). Ein Anfangstoken W[EF] wird dem gegenwärtigen WC[EF] addiert. Als nächstes wird der Tokenadditionszyklus beispielsweise durch eine mittlere Rate, die unter Vertrag steht, gesetzt. Dann wird der Wert von WC[EF] + W[EF] mit dem oberen Tokengrenzwert (WH[EF]) verglichen. Wenn der erstere Wert den letzteren Wert übersteigt, wird der letztere Wert gesetzt.
(Erzeugung von EF-Klasse-Sendeanfragen)
Als nächstes wird, wie in der 13 gezeigt, wenn eine Objektleseanfrage empfangen ist (Schritt S1a), die Warteschlangenlänge bestimmt (Schritt S1b), und es wird die An wesenheit oder Abwesenheit eines Tokens bestimmt (Schritt S1c).
Wenn bei dem vorstehenden Bestimmungsprozeß die Warteschlange der EF-Klasse ein oder mehrere Objekte hat und ein oder mehrere Token präsent sind, wird eine Sendeanfrage (Send_req [EF] = ON) weg-gesteuert (Schritt S1d). Als nächstes werden, nachdem ein Paket übertragen worden ist, Token, die eine Länge äquivalent einer übertragenen Paketlänge ergeben, reduziert (Schritt S1e). Bei der Wählverarbeitung der letzten Stufe, wie dem Schritt S3, wird eine Sendeanfrage für die EF-Klasse als die Klasse mit der höchsten Priorität akzeptiert.
Als nächstes wird die AF/BE-Klassenwählverarbeitung erläutert.
(AF/BE-Klassenwahloperation)
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die 12 und 13 die AF/BE-Klassenwahlverarbeitung erläutert.

(1) Die Werte der beiden Klassenzeiger und Bewertungszähler werden initialisiert (Schritte S0d und S0e).
(2) Nachdem eine Objektleseanfrage empfangen ist, wird nur dann, wenn das EF-Klassenobjekt nicht übertragen werden kann, das heißt, nur wenn die Ergebnisse der Bestimmungen, die in den Schritten S1b und S1d erhalten worden sind, beide "Nein" sind, die Wahl der AF/BE-Klasse durchgeführt. Im Schritt S2b wird die Warteschlangenlänge bestimmt und im Schritt S2c wird die Bewertungsgültigkeit bestimmt.
(3) Da eine Anzahl von AF/BE-Klassen vorgesehen sind, wird die vorstehende Bestimmungsverarbeitung (2) bei allen Klassen durchgeführt (Schritt S2e). Im Schritt S2g wird ein Klassenzeiger (ein Zeiger, der eine gesuchte Klasse anzeigt) in Übereinstimmung mit der Reihenfolge des zyklischen Warteschlangenbetriebes aktualisiert.
(4) Wenn eine Klasse vorhanden ist, die mit den Sendebedingungen korrespondiert: Warteschlangenlänge > 0 und Bewertungswert > 0, wird eine Sendeanfrage der entsprechenden Klasse (Send_req [class] = ON) weggesteuert (Schritt S2d) geroutet.

Die vorstehenden ersten bis vierten Operationen sind äquivalent der Klassenwahl durch die erste Routine.

(5) Bei der vorstehenden Ermittlungsverarbeitung (3) wird, wenn alle der Klassen nicht mit den Sendebedingungen korrespondieren, ein anfänglicher Bewertungswert, der für jede Klasse definiert ist, dem vorhandenen Bewertungswert in allen der Klassen addiert. Dies ist eine Bewertungszählerrücksetzverarbeitung.
(6) Wenn die Klassenwahl in der ersten Routine nicht durchgeführt werden kann, das heißt, wenn dort kein Sendeklassenkandidat ist, wird die Klassenwahl erneut durch einen Bewertungswert durchgeführt, der nach einer einzelnen Rückübertragung des Bewertungszählers, der bei der Verarbeitung (5) rückgesetzt worden ist, erhalten worden ist. Wie in der 11 gezeigt, gibt es ein Register (WC[class]), das einen vorhandenen Bewertungswert steuert, und zusätzlich ein Register (WC[class]r), das einen Bewertungswert nach der einzelnen Rücksetzung des Bewertungszählers steuert. Wie im Fall der Verarbeitung (4) wird, wenn eine Klasse vorhanden ist, die mit den Sendebedingungen korrespondiert: Warteschlangenlänge > 0 und Bewertungswert > 0, eine Sendeanfrage der entsprechenden Klasse (Send_req [Class] = ON) ausgegeben.

Die vorstehenden Operationen (5) und (6) sind äquivalent der Klassenwahl durch die zweite Routine.

(7) In der zweiten Routine wird, wenn die Klassenwahl nicht durchgeführt werden kann, das heißt, wenn kein Ausgangsklassenkandidat vorhanden ist, als einem außergewöhnlichen Fall, eine feststehende Prioritätssteuerung für die Klassenwahl durchgeführt. Der Zweck der Prioritätssteuerung ist es, eine Situation zu vermeiden, bei der kein Paket weg-gesteuert werden kann, obwohl in der Kapazität einer Leitung ein leerer Raum ist. Eine auszugebende Klasse wird basierend auf einer vorbestimmten feststehenden Priorität gewählt. Beispielsweise wird in dem in der 8 gezeigt Fall die Klassenwahl in der Prioritätsreihenfolge AF1, AF2, AF3, AF4 und BE durchgeführt. Die Verarbeitung hängt nicht von einem Bewertungswert ab. In diesem Fall wird ein Ausgangskandidat nur durch die Bestimmung, ob ein Objekt in einer Warteschlange vorhanden ist oder nicht, bestimmt. Bei dieser Verarbeitung treten niemals zwei oder mehr Bewertungszählerrücksetzungen in einer einzelnen Klassenwählverarbeitung auf. Eine normale Bestimmung wird durch das bewertete zyklische Warteschlangenbetriebssystem durchgeführt. Zusätzlich ist eine feststehende Verzögerungspriorität (die in der 13 als ein feststehender Prioritätsmodus bezeichnet wird) gegeben, um eine außergewöhnliche Bestimmung durchzuführen.
(8) Eine Ausgangsklasse wird durch eine Sendeanfrage für die entsprechende Klasse, die in den Operationen (4), (6) und (7) gewählt worden ist, gewählt (Schritt S2n).

In der Operation des Schrittes S2n wird als ein Parameter die maximale Paketgröße MPSZ verwendet. Dies ist deshalb der Fall, weil es notwendig ist, eine Situation zu vermeiden, in welcher, wenn ein Paket, das eine übermäßige Länge hat, ankommt, daß der Wert des Bewertungszählers ein großer negativer Wert wird. Beispielsweise ist die maximale Länge des IP-Paketes 64 KB, was als Größe eines übertragenen Paketes unüblich sein kann. Statistisch wird angenommen, daß eine übliche Paketlänge maximal wenige KB ist. Somit ist die Anordnung so getroffen, daß es möglich ist, eine maximale Paketlänge zu setzen, die als eine unübliche Paketlänge betrachtet wird. Bei dieser Anordnung wird, wenn ein sehr großes Paket ankommt, die angekommene Paketlänge mit der maximalen Paketlänge verglichen. Wenn die angekommene Paketlänge größer als die maximale Paketlänge ist, wird dies als ein außergewöhnlicher Fall betrachtet. Als ein Ergebnis wird die Reduktionsverarbeitung eines Bewertungszählers übersprungen oder der Bewertungswert wird zwangsweise auf "0" gesetzt, um eine gewisse Strafe aufzuerlegen.
Gemäß der vorstehenden Ausführungsform wird bei dem differenzierten Service, dessen Spezifizierungen noch im Fluß sind, die TCP-Schicht des OSI-Referenzmodells mit dessen IP-Schicht verglichen. Aus den IP-Paketen sind die IP-QOS-Codes unabhängig von dem IP-Paket zugewiesen. Vorzugsweise sind verschiedene Arten von Kommunikationsservicequalitäten basierend auf den IP-QOS-Codes klassifiziert. Die Klassifikation der IP-QOS-Codes erlaubt eine Verringerung der Verkehrsüberlastung in Kommunikationssystemen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Vorteile erzielt.

(1) Ein Operator kann einen priorisierten Verkehr durch Kombinieren der Paketdaten der Schicht 3 und derjenigen der Schicht 4 einstellen (die Flußeinheit jeder höheren Anwendung).
(2) Unter Annahme einer vielseitigen Operation kann eine bewertete zyklische Warteschlangenbetriebsablaufsteuerung (WRRS) mit einem Festprioritätsablaufsteuerungs system kombiniert werden. Jede QOS-Klasse kann durch die Festprioritätsablaufsteuerung gewählt werden und es kann auch ein Mindestfrequenzband zugewiesen werden.

Claims

Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation, mit: einer Eingangsschnittstelle, die an Eingangskommunikationsleitungen angeschlossen ist, einer Schaltschaltung (1g), und einer Ausgangsschnittstelle, die an Ausgangskommunikationsleitungen angeschlossen ist, wobei die Eingangsschnittstelle die Fähigkeit zur Zuweisung eines IP-QOS-(Internet-Protokoll-Servicequalität)-Codes aus den Informationen aufweist, die in einem Datenpaket enthalten sind, das über eine der Eingangskommunikationsleitungen empfangen wurde, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Zuweisungssektion (1e) in der Eingangsschnittstelle, die den IP-QOS-Code basierend auf einer Kombination der Informationen zuweist, die in dem IP-(Internetprotokoll)-Kopfteil und einem TCP-(Übertragungssteuerprotokoll)-Kopfteil enthalten sind, der durch ein OSI-(Kommunikation offener Systeme)-Referenzmodel bestimmt ist, und eine Prioritätssteuersektion (1d, 1j), die eine Verzögerungsprioritätssteuerung und eine Aussonderungsprioritätssteuerung jeweils in Abhängigkeit von einer Verzögerungsklasse und einer Aussonderungsklasse durchführt, und jede Klasse einem der IP-QOS-Codes entspricht, die von der Zuweisungssektion (1e) zugewiesen wurden, wobei die Prioritätssteuerungssektion aufweist: eine erste Prioritätssteuersektion (1d) in der Eingangsschnittstelle, die eine Priorität einer Anfragesendung für das Schalten eines IP-Pakets durch die Schaltschaltung (1g) in Abhängigkeit von einer internen Verzögerungsklasse entsprechend einem der IP-QOS-Codes steuert, und die das Aussondern eines IP-Pakets in Abhängigkeit einer Aussonderungssteuerklasse entsprechend einem der IP-QOS-Codes steuert, wenn der verfügbare Speicherbereich eines Empfangsseitennutzlastspeichers (1c), der zum Schreiben eines Eingangs-IP-Pakets genutzt wird, knapp wird, und eine zweite Prioritätssteuersektion (1j) in der Ausgangsschnittstelle, die eine Priorität des Sendens eines IP-Pakets von den entsprechenden Warteschlangenpuffern (8c) entsprechend einem der IP-QOS-Codes steuert, und die das Aussondern eines IP-Pakets, das in dem Warteschlangenpuffer (8c) gespeichert ist, in Abhängigkeit von dem IP-QOS-Code und einer Länge der gespeicherten Warteschlangendaten steuert, und wobei die Schaltschaltung basierend auf einer Zieladresse des IP-Paketes eine der Ausgangskommunikationsleitungen so wählt, dass das IP-Paket von der Ausgangsschnittstelle auf die gewählte Ausgangskommunikationsausgangsschnittstelle ausgegeben wird.
Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation nach Anspruch 1, wobei die Zuweisungssektion (1e) aufweist: erste Suchermittel (3a), an die Kopfteilinformationen des IP-Pakets und des TCP-Pakets eingegeben werden und eine Anzahl von Schlüsselinformationen für ein zweites Suchen abgerufen werden, und zweite Suchermittel (3c), die für ein zweites Suchen mittels der Schlüsselinformationen, die von den ersten Suchermitteln (3a) abgerufen wurden, zum Abrufen von Adresseninformationen eines externen Speichers (1f) benutzt werden, in dem die IP-QOS-Codes gespeichert sind.
Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation nach einem der Ansprüche 1 bis 2, die weiterhin aufweist: eine IP-QOS-Klassen-Ablaufsteuerung (1m) in der Ausgangsschnittstelle, die eine erste Ablaufsteuerungsfunktion für den IP-QOS-Code mit der höchsten Priorität unter den IP-QOS-Codes zur Übermittlung des IP-Pakets, das in dem Warteschlangenpuffer (8c) gespeichert ist, der dem IP-QOS-Code mit der höchsten Priorität entspricht, eine zweite Ablaufsteuerungsfunktion für die IP-QOS-Codes mit den übrigen Prioritäten zur Übermittlung der IP-Pakete, die in den entsprechenden Warteschlangenpuffern (8c) gespeichert sind, die den IP-QOS-Codes mit den übrigen Prioritäten entsprechen, mittels eines WRR-(bewertete zyklische Warteschlangenbetriebsablaufsteuerung)-Verfahrens und ein Festpri oritätsablaufsteuerungsverfahren als ein drittes Ablaufsteuerungsverfahren für die IP-QOS-Codes durchführt.
Kommunikationsvorrichtung mit Mehrschichten-Klassenidentifikation nach Anspruch 3, wobei die IP-QOS-Klassenablaufsteuerung (1m) das Festprioritätsablaufsteuerungsverfahren durchführt, wenn selbst nach einem vollendeten Rückstellvorgang des WRR-Verfahrens keine Klassenbestimmung möglich ist.
Verfahren zur Mehrschichten-Klassenidentifikation in einer Vorrichtung mit einer Eingangsschnittstelle, die an Eingangskommunikationsleitungen angeschlossen ist, einer Schaltschaltung (1g), und einer Ausgangsschnittstelle, die an Ausgangskommunikationsleitungen angeschlossen ist, wobei die Eingangsschnittstelle die Fähigkeit zur Zuweisung eines IP-QOS-(Internet-Protokoll-Servicequalität)-Codes aus den Informationen aufweist, die in einem Datenpaket enthalten sind, das über eine der Eingangskommunikationsleitungen empfangen wurde, wobei das Verfahren aufweist: Zuweisen des IP-QOS-Codes basierend auf einer Kombination der Informationen, die in dem IP-(Internetprotokoll)-Kopfteil und einem TCP-(Übertragungssteuerprotokoll)-Kopfteil enthalten sind, der durch ein OSI-(Kommunikation offener Systeme)-Referenzmodel bestimmt ist, mittels einer Zuweisungssektion (1e) in der Eingangsschnittstelle, Durchführen einer Verzögerungsprioritätssteuerung und Aussonderungsprioritätssteuerung jeweils in Abhängigkeit von einer Verzögerungsklasse und einer Aussonderungsklasse, wobei jede Klasse einem der IP-QOS-Codes entspricht, die von der Zuweisungssektion (1e) durch die Prioritätssteuersektion (1d) zugewiesen wurden, wobei das Durchführen aufweist: Steuern einer Priorität einer Anfragesendung für das Schalten eines IP-Pakets durch die Schaltschaltung (1g) in Abhängigkeit von einer internen Verzögerungsklasse entsprechend einem der IP-QOS-Codes, Steuern des Aussonderns eines IP-Pakets in Abhängigkeit einer Aussonderungssteuerklasse entsprechend einem der IP-QOS-Codes, wenn der verfügbare Speicherbereich eines Empfangsseitennutzlastspeichers (1c), der zum Schreiben eines Eingangs-IP-Pakets genutzt wird, knapp wird, Steuern einer Priorität des Sendens eines IP-Pakets von den entsprechenden Warteschlangenpuffern (8c) entsprechend eine, der IP-QOS-Codes, und Steuern des Aussonderns eines IP-Pakets, das in dem Warteschlangenpuffer (8c) gespeichert ist, in Abhängigkeit von den IP-QOS-Codes und einer Länge der gespeicherten Warteschlangendaten, und Wählen einer Ausgangskommunikationsleitung basierend auf einer Zieladresse des IP-Paketes, dergestalt, dass das IP-Paket von der Ausgangsschnittstelle auf die gewählte Ausgangskommunikationsausgangsschnittstelle ausgegeben wird.
Verfahren zur Mehrschichten-Klassenidentifikation nach Anspruch 5, wobei das Zuweisen umfasst: Empfangen der Kopfteilinformationen des IP-Pakets und des TCP-Pakets, Abrufen einer Anzahl von Schlüsselinformationen für ein zweites Suchen, und Abrufen von Adresseninformationen eines externen Speichers (1f), in dem die IP-QOS-Codes gespeichert sind, mittels der abgerufenen Schlüsselinformationen.
Verfahren zur Mehrschichten-Klassenidentifikation nach einem der Ansprüche 5 bis 6, mit weiterhin: Durchführen einer ersten Ablaufsteuerungsfunktion für den IP-QOS-Code mit der höchsten Priorität unter den IP-QOS-Codes zur Übermittlung des IP-Pakets, das in dem Warteschlangenpuffer (8c) gespeichert ist, der dem IP-QOS-Code mit der höchsten Priorität entspricht, einer zweiten Ablaufsteuerungsfunktion für die IP-QOS-Codes mit den übrigen Prioritäten zur Übermittlung der IP-Pakete, die in den entsprechenden Warteschlangenpuffern (8c) gespeichert sind, die den IP-QOS-Codes mit den übrigen Prioritäten entsprechen, mittels eines WRR-(bewertete zyklische Warteschlangenbetriebsablaufsteuerung)-Verfahrens und eines Festprioritätsablaufsteuerungsverfahrens als ein drittes Ablaufsteuerungsverfahren für die IP-QOS-Codes.
Verfahren zur Mehrschichten-Klassenidentifikation nach Anspruch 7, wobei das Durchführen aufweist: Durchführen des Festprioritätsablaufsteuerungsverfahrens wenn selbst nach einem vollendeten Rückstellvorgang des WRR-Verfahrens keine Klassenbestimmung möglich ist.