DE69431859T2

DE69431859T2 - Burst-Server-Vermittlungssystem und -verfahren

Info

Publication number: DE69431859T2
Application number: DE69431859T
Authority: DE
Inventors: Tutomu Murase
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2014-06-01
Also published as: CA2124249A1; JPH06338906A; EP0627866B1; EP0627866A2; EP0627866A3; JP2522152B2; CA2124249C; US5559797A; DE69431859D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Paketvermittlungssystem, das einen ATM (asynchronen Transfermodus) umfaßt.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Ein Vermittlungssystem (schnelles Reservierungsprotokoll (Fast Reservation Protocol (FRP))) in einem ATM oder einem Paketvermittlungssystem, bei dem eine für einen Informationstransfer nötige Bandbreite, d. h. ein Übertragungskanal mit einer geeigneten Frequenz vor einem Informationstransfer reserviert ist, und, nachdem die Bandbreite reserviert ist, d. h. nachdem die nötige Bandbreite zugewiesen ist, Informationen transferiert werden, um eine Überfüllung des Netzwerks zu vermeiden, wird als ein FRP-System von H. Suzuki et al. in "Fast Band Width Reservation Scheme with Multilink & Multipath Routing in ATM Networks", IEEE Infocom 1991 vorgeschlagen. Das FRP-System wird mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Eine Verbindung 0, Verbindung 1, Verbindung 2, Verbindung 3, Verbindung 4, Verbindung 5 und eine Verbindung 6 werden in einer Reihenfolge von einem Anschluß x zu einem Anschluß y verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt, und für j = 0, 1, 2, 3, 4, 5 wird ein Schalter j + 1 zwischen eine Verbindung j und eine Verbindung j + 1 gebracht. Wenn eine zu übertragende Information erzeugt ist, sendet der Anschluß x sofort ein Reservierungsanfragepaket zum Reservieren einer Bandbreite B, die für einen Informationstransfer notwendig ist, an die Verbindung 0 aus. Da die Verbindung 0 möglicherweise auch für einen Informationstransfer zwischen einem Anschluß x und irgendeinem anderen Anschluß als dem Anschluß y verwendet werden kann, falls eine angeforderte Bandbreite B nicht reserviert ist (fehlgeschlagen), gibt die Verbindung 0 ein Reservierungsfehlerpaket an den Anschluß x zurück. Wenn die Bandbreite B reserviert ist (erfolgreich), reserviert die Verbindung 0 eine Bandbreite B und sendet das Reservierungsanforderungspaket an die Verbindung 1. Eine Bandbreitenreservierung wird ebenfalls von der Verbindung 1, Verbindung 2, Verbindung 3, Verbindung 4 und Verbindung 5 in einer ähnlichen Prozedur versucht, wie die von der Verbindung 0 durchgeführte. Es wird angenommen, daß die Verbindung 6 ausschließlich am Anschluß 6 angebracht ist und keine Reservierung erfordert. Wenn die Bandbreitenreservierung durch alle Verbindungen von der Verbindung 0 zur Verbindung 5 geht, so daß eine Bandbreite vom Anschluß x zum Anschluß y reserviert ist, sendet der Anschluß x Informationen an den Anschluß y. Andererseits wird, falls eine Reservierung lediglich bei einer Verbindung fehlschlägt, ein Reservierungsfehlerpaket an den Anschluß x von der Verbindung zurückgegeben, bei der eine Bandbreitenreservierung fehlgeschlagen hat. Wenn eine Reservierung fehlgeschlagen hat, werden die Bandbreitenreservierungen vom Anschluß x zu der Verbindung aufgehoben und die reservierten Bandbreiten werden freigegeben. Der Fehler entspricht einem sogenannten Verlust in einem Telefonnetz, und die Fehlerwahrscheinlichkeit gibt die Qualität des Netzes an. Dieser Fehler wird als Blockierung bezeichnet, und die Fehlerwahrscheinlichkeit wird als Blockierrate bezeichnet. Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Diagramms einer Übertragung von Steuersignalen und Informationen zwischen einem sendenden Anschluß x und einem empfangenden Anschluß y, wenn eine FRP-Kommunikation angewendet wird. Fig. 2 zeigt, daß die erste Blockierung bei einer Verbindung 1 auftritt; die zweite Blockierung tritt bei einer Verbindung 4 auf; und die dritte Blockierung tritt bei einer Verbindung 2 auf; danach wird die Bandbreitenreservierung bei allen Verbindungen, von der Verbindung 1 zur Verbindung 5, erfolgreich durchgeführt und Informationen werden gesendet.
In diesem Fall werden in dem oben beschriebenen FRP-System, falls eine Bandbreitenreservierung lediglich bei einer der Verbindungen, von der Verbindung 1 zu der Verbindung 4, fehlschlägt, die Informationen ungeachtet eines Reservierungserfolgs oder -fehlers bei irgendeiner anderen Verbindung geblockt, wie in Fig. 2 gezeigt. Demgemäß erhöht sich die End-zu-End-Blockierrate zwischen sendenden und empfangenden Anschlüssen im allgemeinen gemäß einem Anstieg der Anzahl der Verbindungen. Beispielsweise ist, falls angenommen wird, daß die Blockierwahrscheinlichkeit bei jeder Verbindung unabhängig von der Blockierwahrscheinlichkeit bei irgendwelchen anderen Verbindungen ist und durch g repräsentiert wird und die Anzahl der Verbindungen, um zwischen den sendenden und empfangenden Anschlüssen zu laufen, durch K repräsentiert ist, die End-zu-End Blockierrate G durch G = 1 - (1 - g)K gegeben, da es ein komplementäres Ereignis zur Wahrscheinlichkeit (1 - g)K ist, bei der die Reservierung gleichzeitig bei allen Verbindungen erfolgreich ist. Wenn beispielsweise g = 0.01 ist und K sich sukzessive von 1 erhöht, dann erhöht sich G sukzessive auf ungefähr 0.01, 0.02 und 0.03. In einem öffentlichen Telefonnetzplan ist G ungefähr gleich Kg, da ein Wert wie 0.01 im oben erwähnten Beispiel oder 0.001 für g verwendet wird. Demgemäß wird, falls eine große Anzahl von Verbindungen durchlaufen werden muß, die Blockierrate sehr hoch, beispielsweise nimmt die Blockierrate bei Langstreckenkommunikationen zu, was in dem Problem resultiert, daß die Kommunikationsqualität sehr niedrig ist.
Die EP 0 413 488 mit dem Titel "Arrangement for Regulating Traffic in a High Speed Data Network" betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Regulieren von Verkehr in einem Breitband-Integrated-Service-Digital-Network (B-ISDN). Anschlußadapter bilden eine Schnittstelle zwischen Anschlüssen und dem B-(SDN. Wann immer ein erster Anschluß es wünscht, eine Datennachricht an einen zweiten Anschluß zu senden, weist der Quelladapter, der mit dem ersten Anschluß verbunden ist, eine Sendebandbreite für die Übertragung der Nachricht zu und sendet eine Anforderungsnachricht an einen Zieladapter, der mit dem zweiten Anschluß verbunden ist, um die Verfügbarkeit zu überprüfen und eine Empfangsbandbreite zuzuweisen. Die Datennachricht wird nur dann gesendet, wenn eine Bandbreite an beiden Enden zugewiesen wurde. Ein Überlaufverkehr wird bei den Adaptern gedrosselt, bevor er in das Netz eintritt, wodurch die Anzahl der aufgrund des limitierten Speichers des Netzes verlorenen Datenzellen reduziert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Paketvermittlungsverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Besetztzeit einer Verbindung reduziert und die die Blockierrate reduziert, um den Verkehrsfluß des gesamten Netzes zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Paketübertragungsverfahren für ein Paketvermittlungssystem vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorsehen zumindest eines Burst-Servers, der zwischen einem sendenden Anschluß und einem empfangenden Anschluß durch zumindest eine Verbindung vorgesehen ist, wobei der Burst-Server die Fähigkeit besitzt, ein empfangenes Nachrichtenpaket zu speichern, eine Reservierung einer freien Verbindung mit der erforderlichen Bandbreite und einer ausreichenden Speicherkapazität bei dem empfangsseitigen Burst-Server anzufordern und die Verbindung freizugeben, nachdem die Übertragung des Nachrichtenpakets abgeschlossen ist;
Durchführen der Reservierung der Bandbreite und empfängerseitigen Speicherkapazität zwischen dem sendenden Anschluß und dem Burst-Server, der am nächsten ist, zwischen angrenzenden Burst-Servern und zwischen einem empfangenden Anschluß und seinem angrenzenden Burst-Server; aufeinanderfolgendes Senden eines Nachrichtenpakets über dazwischenliegende Burst-Server und aufeinanderfolgendes Freigeben der reservierten Verbindungen gemäß jeder Vollendung einer Übertragung des Nachrichtenpakets bei den entsprechenden Burst-Servern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein zweites Verfahren eines Paketvermittlungssystems zu schaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
Vorsehen zumindest eines Burst-Servers, der zwischen einem sendenden Anschluß und einem empfangenden Anschluß durch zumindest eine Verbindung angeordnet ist, wenn die Anschlüsse durch zumindest zwei Verbindungen getrennt sind, wobei der Burst-Server die Fähigkeit besitzt, ein empfangenes Nachrichtenpaket zu speichern, eine Reservierung freier Verbindungen, die eine erforderliche Bandbreite aufweisen, und eine ausreichende Speicherkapazität beim empfängerseitigen Burst-Server anzufordern und die Verbindungen freizugeben, nachdem die Übertragung des Nachrichtenpakets vollendet ist;
Durchführen einer Paketübertragung, die eine Reservierung einer notwendigen Bandbreite durch relevante Verbindungen und einer empfängerseitigen Speicherkapazität für das Nachrichtenpaket vom sendenden Anschluß zu einem ersten Burst-Server erfordert, der am nächsten zum sendenden Anschluß ist;
Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets beim ersten Burst-Server;
Freigeben der Verbindung zwischen dem sendenden Anschluß und dem ersten Burst-Server nach einem Senden des Nachrichtenpakets;
Durchführen der Paketübertragung zum Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets vom ersten Burst-Server zu dem nächsten Burst-Server;
Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets bei jedem Burst-Server, wenn das Nachrichtenpaket empfangen ist;
Wiederholen der Übertragung für ein aufeinanderfolgendes Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets zu dem nächsten Burst-Server, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenden Anschluß empfangen ist; und
Wiederholen der Freigabe der Verbindung zum nächsten Burst-Server, nachdem die Übertragung des Nachrichtenpakets bei jedem Burst-Server aufeinanderfolgend beendet ist, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenden Anschluß empfangen ist.
Eine dritte Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Paketübertragungsverfahren in einem Paketvermittlungssystem zu schaffen, wobei das Verfahren zumindest einen Burst-Server vorsieht, der zwischen irgendeinem sendenden Anschluß und seinem entsprechenden empfangenden Anschluß durch zumindest eine Verbindung angeordnet ist, wenn die Anschlüsse durch zumindest zwei Verbindungen getrennt sind, wobei der Burst-Server die Fähigkeit aufweist, ein empfangenes Nachrichtenpaket zu speichern, eine Reservierung freier Verbindungen mit der erforderlichen Bandbreite und einer ausreichenden Speicherkapazität beim empfangsseitigen Burst- Server anzufordern und die Verbindungen freizugeben, nachdem die Übertragung des Nachrichtenpakets vollendet ist;
Durchführen einer Paketübertragung, die die Reservierung einer notwendigen Bandbreite durch relevante Verbindungen und einer ausreichenden Speicherkapazität für das Nachrichtenpaket auf der empfangenden Seite erfordert, vom sendenden Anschluß zu einem verfügbaren Burst-Server, der am weitesten vom sendenden Anschluß entfernt ist, bis die Reservierung erhalten ist;
Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets beim verfügbaren Burst-Server, der am weitesten entfernt ist, als dem empfängerseitigen Burst-Server;
Freigeben der Verbindung zwischen dem sendenden Anschluß zum weitestentferntesten Burst-Server nach Vollenden der Nachrichtenpaketübertragung;
Durchführen der Paketübertragung zum Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets vom weitestentferntesten verfügbaren Burst-Server an einen zweiten weitestentfernfesten verfügbaren Burst-Server, bis die Reservierung erhalten ist;
Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets bei jedem Burst-Server, wenn das Nachrichtenpaket empfangen ist;
Wiederholen der Paketübertragung zum Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets an den weitestentferntesten Burst-Server, bis die Reservierung aufeinanderfolgend erhalten ist, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenen Anschluß empfangen ist; und
Wiederholen der Freigabe der für die Übertragung des Nachrichtenpakets verwendeten Verbindung nach Vollendung der aufeinanderfolgenden Nachrichtenpaketübertragung bei jedem betroffenen Burst-Server, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenden Anschluß empfangen ist.
Das erste Paketübertragungsverfahren des Paketvermittlungssystems, wie es oben beschrieben ist, kann umfassen:
die Burst-Server sind fest vorgesehen;
jeder der Burst-Server bezeichnet den nächsten Burst-Server, an den ein empfangenes Nachrichtenpaket übertragen wird;
einer der Burst-Server, der mit einem Teilnehmeraustausch verbunden ist, bei dem der sendende Anschluß untergebracht ist, der den Schritt des Bezeichnen des zu verwendenden Burst-Servers aufweist;
erneutes Starten der Anforderung einer Reservierungsumwandlung der erforderlichen Bandbreite in eine verfügbare Bandbreite, wenn die Reservierung einer Verbindung blockiert ist;
Abfragen, da die Speicherkapazität des empfängerseitigen Burst-Servers bei der Reservierungsanfrage durchgeführt wird anhand eines Bandbreitenreservierungs- Anfragepakets; und
Mitteilen der aktuellen Empfangsspeicherkapazität zumindest an die angrenzenden Burst-Server, so daß sie die aktuelle Empfangsspeicherkapazität ohne eine Abfrage erkennen können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems zu schaffen, das vorsieht:
Zumindest einen Burst-Server, der zwischen einem sendenden Anschluß und einem empfangenden Anschluß durch zumindest eine Verbindung angeordnet ist, wenn die Anschlüsse durch zumindest zwei Verbindungen getrennt sind, wobei der Burst-Server aufweist:
eine Einrichtung zum Durchführen einer Paketübertragung, die eine Reservierung einer erforderlichen Bandbreite über relevante Verbindungen und einer ausreichenden Speicherkapazität für das Nachrichtenpaket beim nächsten Burst-Server erfordert;
eine Einrichtung zum Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets; und
eine Einrichtung zum Freigeben der Verbindung, die zum Übertragen verwendet wird, nach der Vollendung der Nachrichtenpaketübertragung.
Eine zweite Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems ist, um zumindest einen Burst-Server vorzusehen, der zwischen einem sendenden Anschluß und einem empfangenden Anschluß durch zumindest eine Verbindung angeordnet ist, wenn die Anschlüsse durch zumindest zwei Verbindungen getrennt sind, wobei der Burst-Server aufweist:
eine Einrichtung zum Durchführen einer Paketübertragung, die die Reservierung einer notwendigen Bandbreite über relevante Verbindungen und einer ausreichenden Speicherkapazität für das Nachrichtenpaket bei einem empfangenden Server zwischen dem sendenden Server und dem weitestentfernt gelegenen verfügbaren Burst-Server erfordert, der zuerst geblockt ist;
eine Einrichtung zum Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets; und
eine Einrichtung zum Freigeben der zur Übertragung des Nachrichtenpakets verwendeten Verbindung, wenn die Übertragung des Nachrichtenpakets beim Burst- Server vollendet ist.
Die oben beschriebenen Paketübertragungsvorrichtungen können umfassen:
eine Einrichtung zum Bezeichnen des nächsten Burst-Servers anhand des Orts des Schalters, in dem der empfangende Anschluß untergebracht ist;
den Burst-Server, der den sendenden Anschluß unterbringt, der eine Einrichtung aufweist zum Bezeichnen des zu verwendenden Burst-Servers anhand des Orts des Schalters, in dem der empfangende Anschluß untergebracht ist;
den Burst-Server, der eine Einrichtung aufweist zum Umwandeln der Bandbreite in eine andere verfügbare Bandbreite und zum erneuten Starten, um die Reservierung für die umgewandelte Bandbreite durchzuführen, wenn die frühere Reservierung blockiert ist;
die Verbindungsreservierung, die unter Verwendung eines Bandbreitenreservierungs-Anforderungspakets angefordert ist; und
den Burst-Server, der des weiteren eine Einrichtung zum Mitteilen der aktuellen Speicherkapazität von zumindest angrenzenden Burst-Servern aufweist, so daß sie die aktuelle Speicherkapazität ohne eine Abfrage erkennen können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Paketübertragungsvorrichtung eines herkömmlichen Paketvermittlungssystems zeigt.
Fig. 2 ist ein Folgediagramm einer Paketübertragung im herkömmlichen Beispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der Anordnung einer Vermittlungsvorrichtung einer Paketübertragungsvorrichtung zeigt, bei dem das Pakettransferverfahren für das Paktevermittlungssystem der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Fig. 4 ist ein Folgediagramm einer Paketübertragung in der Paketübertragungsvorrichtung, die in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 5 ist ein Folgediagramm, das ein erneutes Starten der Übertragung nach einer Änderung der Paketbandbreite umfaßt, wenn ein Block bei der Paketübertragungsvorrichtung auftritt, die in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das eine Leitwegtabelle zeigt.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Steuerpaket zeigt.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Austauschschalters jedes Knotens zeigt.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Burst-Servers zeigt.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das den Netzwerkaufbau zeigt, in dem ein Anschluß und das Netz eine Funktion zum Auswählen eines Burst- Servers aufweisen.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Burst-Servers mit einer Bandbreitenänderungsvorrichtung zeigt.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Abfolge einer Übertragung bei der ersten Ausführungsform zeigt, bei der die Reservierungsanforderung von einem bestimmten Burst-Server zum nächsten Burst-Server gestartet wird, bevor eine Paketübertragung an den bestimmten Burst-Server abgeschlossen ist.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Abfolge einer Übertragung in einer zweiten Ausführungsform zeigt, bei der die Reservierungsanforderung von einem bestimmten Burst-Server an den nächsten Burst-Server gestartet wird, bevor eine Paketübertragung an den bestimmten Burst-Server abgeschlossen ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung von Zwischenvorrichtungen einer Paketübertragung mit dem Paketvermittlungssystem der vorliegenden Erfindung zeigt. Jede Zwischenvorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform wird Burst- Server genannt.
Zur Vereinfachung der Beschreibung dient ein Burst-Server 0 als sendender Anschluß x und ein Burst-Server 3 dient als empfangender Anschluß y. Eine Verbindung 0, ein Schalter 1, eine Verbindung 1, ein Schalter 2, eine Verbindung 2, ein Schalter 3, eine Verbindung 3, ein Schalter 4, eine Verbindung 4, ein Schalter 5, eine Verbindung 5, ein Schalter 6 und eine Verbindung 6 werden zwischen einen sendenden Anschluß x und einen empfangenden Anschluß y verbunden, und ein Burst-Server 0 ist mit dem Schalter 1 verbunden; ein Burst-Server 1 ist mit dem Schalter 3 verbunden; ein Burst-Server 2 ist mit dem Schalter 5 verbunden; und ein Burst-Server 3 ist mit dem Schalter 6 verbunden.
In der folgenden Beschreibung wird Voraus für eine vereinfachte Beschreibung angenommen, daß der Kommunikationsweg zwischen den sendenden und den empfangenden Anschlüssen im bestimmt ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf ähnliche Weise auf einen anderen Leitwegmodus (Routing-Modus) angewendet werden, wobei der Kommunikationsweg nicht im Voraus bestimmt ist, sondern durch ein Durchführen einer Bandbreitenreservierung bestimmt ist. Es wird angenommen, daß jeder Burst-Server im Voraus die serielle Reihenfolge der Verbindungen und zu passierenden Burst-Server auf dem Weg kennt. Beispielsweise kann jeder Burst-Server eine Liste der Verbindungen und der zu passierenden Burst-Server als eine Leitwegtabelle (Routing-Tabelle) aufweisen.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Tabelle, die im Burst-Server 1 vorgesehen ist. Mittlerweile ist es möglich, die Namen der Verbindungen und der Burst-Server zu schreiben, durch die ein Reservierungspaket bei einer Bandbreitenreservierung in einem Leitwegbereich einer Paketnutzlast geleitet wurde.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Inhalte des Leitwegbereichs eines oben beschriebenen Reservierungspakets zeigt, wenn das Paket von der Verbindung 3 in Richtung der Verbindung 4 vom Burst-Server 0 übertragen wird. Bezugnehmend auf Fig. 7 werden das Ziel des Pakets, der sendende Anschluß des Pakets und der Typ des Pakets in einem Anfangsblock beschrieben, und der Leitwegbereich wird als einer der Bereiche in der Paketnutzlast umfaßt. Im Leitwegbereich werden die Namen der Verbindungen, die Schalter und Burst-Server, durch die das Paket geleitet wurde, gemäß der Reihenfolge beschrieben, die es passiert hat. Im Beispiel der Fig. 7 ist gezeigt, daß das Paket durch die Verbindung 1, die Verbindung 2, den Burst-Server 1 und die Verbindung 3 aufeinanderfolgend weitergeleitet wurde.
Jeder Schalter umfaßt, wie in Fig. 8 gezeigt, einen Pufferschalter 601 für eine Paketvermittlungsfunktion, ähnlich zu der eines gewöhnlichen ATM-Schalters, und eine Bandbreitensteuervorrichtung 602. Ein Bandbreitenreservierungspaket wird von einer Eingabeleitung 603 an die Bandbreitensteuervorrichtung 602 eingegeben, und die Bandbreitensteuervorrichtung 602 weist die Funktionen eines Erzeugens eines Steuerpakets auf, etwa wie eines Bandbreitenreservierungspakets, eines Bandbreitenreservierungsfehlerpakets, eines Bandbreitenaufhebungspakets oder eines Bandbreitenfreigabepakets, eines Erzeugen eines Paketanfangsblocks, so daß das Steuerpaket an einen angrenzenden Burst-Server oder einen Schalter durch eine Verbindung geschickt werden kann, und eines Eingeben des Paketanfangsblocks an den Pufferschalter 601 durch eine Signalleitung 604 auf. Der Pufferschalter 601 weist die Funktionen eines Leitens des Pakets an das Ziel, das in den Anfangsblock des Pakets geschrieben ist, und eines Ausgebens des Nachrichtenpakets und des Steuerpakets an das relevante Ziel durch eine Ausgangsleitung 605 auf.
Jeder Burst-Server weist einen Paketpuffer 701 zum Speichern von Informationen, eine Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 und eine Bandbreitenreservierungsfunktion 702 auf, wie in Fig. 9 gezeigt. Der Paketpuffer 701 speichert ein Nachrichtenpaket, das über eine Eingangsleitung 703 geliefert ist, und sendet, wenn ein Ausgabebefehl von der Bandbreitenreservierungsfunktion 702 über die Signalleitung 704 empfangen wird, das Nachrichtenpaket über eine Ausgabeleitung 705 aus, um das Nachrichtenpaket zum relevanten Ziel zu senden. Die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 beaufsichtigt immer den Verwendungszustand des Puffers und hält einen solchen Verwendungszustand als die freie Kapazität des Puffers, erhöht die Rate des verwendeten Bereichs des Puffers und den Grad, der eine vorbestimmte Kapazität überschreitet. Die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 bestimmt bei der vorliegenden Ausführungsform die Möglichkeit eines Zuweisens einer freien Pufferkapazität, die notwendig für einen durch das Reservierungspaket angeforderte Nachrichtenpakettransfer und eine Antwort für das Paket ist, wenn ein Bandbreifenreservierungspaket anfragt, ob der Burst-Server verfügbar ist oder nicht. Jedoch ist es andererseits möglich, eine andere Steuerung anzuwenden, wobei, wenn die freie Kapazität des Puffers unzureichend ist, die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 ein Serververwendungsaussetzungspaket an die anderen Burst-Server und Anschlüsse im Netz sendet, und dann, wenn die freie Kapazität des Puffers ausreichend wird, sendet die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 ein Serverwiederherstellungspaket an die anderen Burst-Server und Anschlüsse im Netz, wodurch es möglich wird, auf ein hereinkommendes Reservierungsanfragepaket zu antworten. Die Antwort der Nutzungsmöglichkeit des Puffers basiert auf der Bestimmung, ob die freie Kapazität des Puffers ausreichend ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Sinne beurteilt, ob die freie Kapazität des Puffers größer als die maximale Größe des zu übertragenden Nachrichtenpakets ist. Jedoch ist es andererseits möglich, ein anderes Verfahren anzuwenden, wobei die Größe der zu übertragenden Informationen im Bandbreitenreservierungspaket beschrieben ist und dann mit der freien Kapazität des Puffers verglichen wird. Die Bandbreitenreservierungsfunktion 702 empfängt ein Steuerpaket, etwa wie ein Reservierungspaket, ein Reservierungsfehlerpaket, ein Bandbreitenaufhebungspaket oder ein Bandbreitenfreigabepaket über die Eingangsleitung 703, führt eine entsprechende Bearbeitung durch, die nachfolgend beschrieben ist, erzeugt ein Steuerpaket entsprechend dem eingegebenen Paket und sendet das Steuerpaket an einen angrenzenden Schalter oder einen Burst-Server über die Ausgabeleitung 705 aus. Wenn zu übertragende Informationen in dem Paketpuffer 701 gespeichert sind, arbeitet der Burst-Server wie ein sendender Anschluß. In diesem Fall sendet die Bandbreitenreservierungsfunktion 702 das Steuerpaket über die Ausgabeleitung 705, so daß die für das Nachrichtenpaket erforderlichen Bandbreite bis zu dem Burst-Server reserviert ist, der im empfangenden Anschluß untergebracht ist. Wenn ein Bandbreitenreservierungserfolgspaket empfangen ist, steuert die Bandbreitenreservierungsfunktion 702 des weiteren den Paketpuffer 701, so daß die Informationen im Paketpuffer 701 an das relevante Ziel ausgesendet werden.
Die Bandbreite der Verbindung f, wobei f = 1, 2, 3, 4, 5, wird durch die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters f gesteuert. Des weiteren wird für eine vereinfachte Beschreibung angenommen, daß die Verbindung 0 und die Verbindung 6 keine Bandbreitensteuerung und keine Bandbreitenreservierung erfordern, da sie ausschließlich durch den Burst-Server Qund den Burst-Server 3 verwendet werden, oder die Bandbreitenreservierung findet erfolgreich ohne Fehler bei der Verbindung 0 und der Verbindung 6 statt.
Die erste Ausführungsform wird mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Die erste Ausführungsform ist ein System, in dem ein Nachrichtenpaket Schritt für Schritt zwischen Burst-Servern übertragen wird.
Ein Burst-Server 0 sendet ein Bandbreitenreservierungspaket an die Verbindung 1, das eine Reservierung einer benötigten Bandbreite bei allen Verbindungen auf dem Weg zum Burst-Server 1 anfordert. Beim Empfang des Bandbreitenreservierungs- Anforderungspakets schreibt der Schalter 1, wenn die angeforderte Bandbreite größer als die restliche Bandbreite ist, die in der Verbindung 1 gehalten ist, in das Reservierungsanforderungspaket, daß die Reservierung bei der Verbindung 1 fehlgeschlagen hat und schreibt erneut den Paketanfangsblock in einen anderen Paketanfangsblock des Typs, der ein Reservierungsfehlerpaket angibt, wobei er das Reservierungsfehlerpaket zurück an den Burst-Server 0 sendet. In diesem Fall, da ein Block aufgetreten ist, führt der Burst-Server 0 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Falls andererseits die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner als die restliche Bandbreite ist, die in der Verbindung 1 gehalten wird, weist die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 1 die angeforderte Bandbreite zu und zieht die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite ab. Der Schalter 1 sendet das Paket an die Verbindung 2 weiter. Wenn das Reservierungsanforderungspaket durch den Schalter 2 empfangen ist, beschreibt die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 2, falls die angeforderte Bandbreite größer als die verbleibende Bandbreite des Schalters 2 ist, in das Reservierungsanforderungspaket, daß die Reservierung bei der Verbindung 2 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock in einen anderen Paketanfangsblock des Typs um, der ein Reservierungsfehlerpaket angibt, wonach er das Reservierungsfehlerpaket zurück zum Burst = Server 0 sendet. Wenn das Reservierungsfehlerpaket empfangen ist, gibt der Schalter 1 die reservierte Bandbreite der Verbindung 1 frei. In diesem Fall, da eine Blockierung aufgetreten ist, führt der Burst-Server 0 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Falls andererseits die Reservierungsanforderungs-Bandbreite gleich oder kleiner als die restliche Bandbreite ist, die in der Verbindung 2 gehalten ist, weist die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 2 die angeforderte Bandbreite zu und zieht die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite ab. Des weiteren sendet der Schalter 2 das Paket zum Burst-Server 1.
Der Burst-Server 1 bestätigt bei der Ankunft des Bandbreitenreservierungspakets, daß die Reservierung bei der Verbindung 1 und der Verbindung 2 erfolgreich war. Wenn des weiteren die Pufferverwendungszustands-Steuervorrichtung 710 des Burst-Servers 1 die Erlaubnis zur Verwendung anzeigt, sendet der Burst-Server 1 ein Reservierungserfolgspaket zurück zum Burst-Server 0. Bei Empfang des Reservierungserfolgspakets sendet der Burst-Server 0 das Nachrichtenpaket zum Burst-Server 1. Nachdem das Nachrichtenpaket gesendet ist, sendet der Burst- Server 0 ein Verbindungsreservierungs-Freigabepaket an alle Verbindungen bis zum Burst-Server 1. Die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 1 und des Schalters 2 geben die Bandbreite, die vom Nachrichtenpaket benutzt wurde, als freie Bandbreite zu den restlichen Bandbreiten zurück. Wenn andererseits die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 des Burst-Servers 1 eine Verwendungszurückweisung angibt, beschreibt die Bandbreitensteuervorrichtung des Burst-Servers 1 im Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket, daß die Reservierung beim Burst-Server 1 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock als ein Reservierungsfehlerpaket um, und sendet das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 0 zurück. Beim Empfang des Reservierungsfehlerpakets, da eine Blockierung aufgetreten ist, führt der Burst-Server 0 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Danach wird die oben beschriebene Prozedur wiederholt, bei der der Burst-Server 1 als Burst-Server 0 wirkt; die Verbindung 3 als Verbindung 1 wirkt; die Verbindung 4 als Verbindung 2 wirkt; der Schalter 3 als Schalter 1 wirkt; und der Schalter 4 als Schalter 2 wirkt. Insbesondere sendet der Burst-Server 1 ein Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket an die Verbindung 3, das die Reservierungen einer erforderlichen Bandbreite bei allen Verbindungen auf dem Weg bis zum Burst-Server 2 anfordert. Die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 3, die das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket empfangen hat, schreibt, wenn die angeforderte Bandbreite größer als die restliche Bandbreite der Verbindung 3 ist, in das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket, daß die Reservierung bei der Verbindung 3 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock als ein Reservierungsfehlerpaket um, und sendet das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 1 zurück. Beim Empfang des Reservierungsfehlers, da eine Blockierung aufgetreten ist, führt der Burst-Server 1 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Wenn andererseits die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner als die restliche Bandbreite der Verbindung 3 ist, weist die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 3 die angeforderte Bandbreite zu und subtrahiert die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite. Des weiteren sendet der Schalter 3 das Paket zu der Verbindung 4. Die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 4, die das Reservierungspaket empfangen hat, schreibt, wenn die angeforderte Bandbreite größer als die restliche Bandbreite der Verbindung 4 ist, in das Anforderungspaket, daß die Reservierung bei der Verbindung 4 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock als ein Reservierungsfehlerpaket um und sendet das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 1 zurück. Wenn das Reservierungsfehlerpaket empfangen ist, gibt der Schalter 3 die reservierte Bandbreite der Verbindung 3 frei. In diesem Fall, da eine Blockierung aufgetreten ist, führt der Burst-Server 1 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Wenn andererseits die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner als die restliche Bandbreite der Verbindung 4 ist, weist die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 4 die angeforderte Bandbreite zu und subtrahiert die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite. Des weiteren sendet der Schalter 4 das Paket zum Burst-Server 2.
Der Burst-Server 2 bestätigt aus der Ankunft des Bandbreitenreservierungspakets, daß die Reservierung bei der Verbindung 3 und der Verbindung 4 erfolgreich war. Wenn des weiteren die Pufferverwendungs-Steuervorrichtung 710 des Burst- Puffers 2 eine Verwendungserlaubnis angibt, sendet der Burst-Server 2 ein Reservierungserfolgspaket an den Burst-Server 1 zurück. Bei Empfang des Reservierungserfolgspakets sendet der Burst-Server 1 das Nachrichtenpaket an den Burst- Server 2. Nachdem das Nachrichtenpaket gesendet ist, sendet der Burst-Server 1 ein Verbindungsreservierungs-Freigabepaket an alle Verbindungen bis zum Burst- Server 2. Die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 3 und des Schalters 4 geben die Bandbreite, die von den Nachrichteninformationen verwendet wurden, als freie Bandbreite an die restlichen Bandbreitender Verbindung 3 und 4 zurück. Wenn andererseits die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 des Burst-Servers 2 eine Verwendungszurückweisung anzeigt, schreibt der Burst- Server 2 in das Anforderungspaket, daß die Reservierung beim Burst-Server 2 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock zu einem Reservierungsfehlerpaket um, und sendet das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 1 zurück. Bei Empfang des Reservierungsfehlerpakets, da ein Block aufgetreten ist, führt der Burst-Server 1 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Hiernach sendet der Burst-Server 2 ein Bandbreitenreservierungs- Anforderungspaket an die Verbindung 5, das eine Reservierung einer erforderlichen Bandbreite bei allen Verbindungen auf dem Weg bis zum Burst-Server 3 anfordert. Wenn der Schalter 5 das Bandbreitenreservierungspaket empfängt, falls die angeforderte Bandbreite größer als die restliche Bandbreite der Verbindung 5 ist, schreibt die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 5 in das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket, daß die Reservierung bei der Verbindung 5 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock zu einem Reservierungsfehlerpaket um und sendet das Reservierungsfehlerpaket zum Burst-Server 2 zurück. Bei Empfang des Reservierungsfehlerpakets, da eine Blockierung aufgetreten ist, führt der Burst-Server 2 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Wenn andererseits die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner der restlichen Bandbreite der Verbindung 5 ist, weist die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 5 die angeforderte Bandbreite zu und subtrahiert die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite. Des weiteren sendet der Schalter 5 das Paket zum Burst-Server 3.
Der Burst-Server 3 bestätigt aus der Ankunft des Bandbreitenreservierungspakets, daß die Reservierung bei der Verbindung 5 erfolgreich war. Wenn des weiteren die Pufferverwendungszustands-Steuervorrichtung 710 des Burst-Servers 3 eine Verwendungserlaubnis angibt, sendet der Burst-Server 3 ein Reservierungserfolgspaket an den Burst-Server 2 zurück. Bei Empfang des Reservierungserfolgspakets sendet der Burst-Server 2 das Nachrichtenpaket an den Burst-Server 3. Nachdem das Nachrichtenpaket gesendet ist, sendet der Burst-Server 2 ein Verbindungsreservierungs-Freigabepaket an alle Verbindungen bis zum Burst-Server 3. Die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters 5 gibt die Bandbreite, die für das Nachrichtenpaket verwendet wurde, als freie Bandbreite an die restliche Bandbreite der Verbindung 5 zurück. Wenn andererseits die Pufferverwendungszustand- Steuervorrichtung 710 des Burst-Server 3 eine Verwendungszurückweisung anzeigt, beschreibt der Burst-Server 3 im Bandbreitenreservierungs- Anforderungspaket, daß die Reservierung beim Burst-Server 3 fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock zu einem Reservierungsfehlerpaket um und sendet das Reservierungsfehlerpaket zum Burst-Server 2 zurück. Bei Empfang des Reservierungsfehlerpakets, da eine Blockierung aufgetreten ist, führt der Burst- Server 2 eine weitere Reservierungsanforderung durch.
Fig. 4 ist ein Folgediagramm für Signale, die veranschaulichen, daß der Burst- Server 3 Information vom Burst-Server 0 als ein Resultat der Abfolge der oben beschriebenen Operationen empfängt.
Eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist ein System, in dem versucht wird, eine vollständige Wiederherstellung bis zu dem am weitesten entfernten, verfügbaren Burst-Server, bis eine Wiederherstellung einer Verbindung erfolgreich ist, zu vervollständigen, ein Nachrichtenpaket wird aber, wenn die Wiederherstellung fehlschlägt, an den Burst-Server gesendet, der sich gerade vor der Verbindung befindet, bei der eine Wiederherstellung fehlgeschlagen hat, und die Prozedur wird durch den Burst-Server wiederholt.
Ein Burst-Server, der zu sendende Nachrichteninformationen empfangen hat, wird ein sendender Server genannt. Zu Beginn ist der Burst-Server 0 der Quell-Server. Andererseits wird ein Burst-Server bei einem Ziel, an das eine Nachrichteninformation gesendet wird, ein empfangender Server genannt. Der empfangende Server ist bei dieser Ausführungsform gegenüber dem Burst-Server 3 fest.
Die folgende Prozedur wird rekursiv wiederholt, um ein Nachrichtenpaket an den empfangenden Server zu übertragen.
Der sendende Server sendet ein Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket an den empfangenden Server, das eine Reservierung einer benötigten Bandbreite bei allen Verbindungen auf dem Weg von dem sendenden Server zum empfangenden Server anfordert.
Im Schalter j (j = 1, 2, 3, 4), der das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket empfangen hat, weist die Bandbreitensteuervorrichtung die angeforderte Bandbreite zu und subtrahiert die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite der Verbindung j, falls die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner als die restliche Bandbreite ist. Des weiteren sendet der Schalter j das Paket zu der Verbindung j + 1.
Im Schalter 5, der das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket empfangen hat, weist die Bandbreitensteuervorrichtung die angeforderte Bandbreite zu und subtrahiert die angeforderte Bandbreite von der restlichen Bandbreite der Verbindung 5, falls die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner als die restliche Bandbreite der Verbindung 5 ist. Der Burst-Server 3 beschreibt somit, im Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket, daß die Reservierung erfolgreich bei den Verbindungen bis zum empfangenden Server war und sendet ein Reservierungserfolgspaket an den sendenden Server. Der sendende Server, der das Reservierungserfolgspaket empfangen hat, sendet ein Nachrichtenpaket an den empfangenden Server, von dem das Reservierungserfolgspaket übertragen wurde. Nachdem das Nachrichtenpaket gesendet ist, sendet der sendende Server ein Verbindungsreservierungs-Freigabepaket an alle Verbindungen bis zum empfangenden Server. Die Bandbreitensteuervorrichtung in jedem Schalter j (j = 1, 2, 3, 4, 5) gibt die restliche Bandbreite der Verbindung j zu der Bandbreite zurück, die für die Übertragung des Nachrichtenpakets benutzt wurde.
Im Schalter j (j = 1, 2, 3, 4, 5), der das Bandbreitenreservierungs- Anforderungspaket empfangen hat, wenn die angeforderte Bandbreite größer als die restliche Bandbreite der Verbindung j ist, schreibt die Bandbreitensteuervorrichtung in das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket, daß die Reservierung bei der Verbindung j fehlgeschlagen hat, und schreibt den Paketanfangsblock zu einem Reservierungsfehlerpaket um, und sendet das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server (der nachfolgend als Versuchsempfangsserver bezeichnet wird) zurück, der sich gerade vor der Verbindung befindet, bei der die Reservierung fehlgeschlagen hat. Wenn z. B. die Verbindung 1 oder die Verbindung 2 die fehlerhafte Reservierungsverbindung ist, wird das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 0 gesendet; wenn die Verbindung 3 oder die Verbindung 4 die fehlerhafte Reservierungsverbindung ist, wird das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 1 gesendet; und wenn die Verbindung 5 die fehlerhafte Reservierungsverbindung ist, wird das Reservierungsfehlerpaket an den Burst-Server 2 geschickt.
Falls ein Schalter k ein Reservierungsfehlerpaket empfängt, gibt die Bandbreitensteuervorrichtung des Schalters k, der die Verbindung k steuert, die Bandbreite, die für das Bandbreitenreservierungsanforderungspaket reserviert ist, an die restliche Bandbreite der Verbindung k zurück und hebt die Reservierung auf.
Wenn der Versuchsempfangsserver, der das Reservierungsfehlerpaket empfangen hat, der Senderserver ist, da ein Reservierungsblock aufgetreten ist, wiederholt der Senderserver die oben beschriebene Prozedur, nachdem er für eine vorgegebene Zeit gewartet hat.
Wenn im Gegenteil der Versuchsempfangsserver, der das Reservierungsfehlerpaket empfängt, nicht der Sendeserver ist, schreibt der Versuchsempfangsempfänger, der das Reservierungsfehlerpaket empfangen hat, wenn die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 des Versuchsempfangsservers eine Verwendungserlaubnis angibt, in das Reservierungsfehlerpaket, daß die Reservierung bei den Verbindungen bis zum Versuchsempfangsservers erfolgreich, war, und schreibt den Paketanfangsblock des Reservierungsfehlerpakets zu einem Reservierungserfolgspaket um, und sendet das Reservierungserfolgspaket an den sendenden Server. Wenn andererseits die Pufferverwendungszustand-Steuervorrichtung 710 des Versuchsempfangsservers eine Verwendungszurückweisung angibt, sendet der Versuchsempfangspuffer den Reservierungsfehlerpuffer an den sendenden Server zurück. Bei Empfang des Reservierungsfehlerpakets, da eine Blockierung aufgetreten ist, wiederholt der sendende Server die oben beschriebene Prozedur nochmals.
Der sendende Server, der das Reservierungserfolgspaket empfangen hat, sendet ein Nachrichtenpaket an den Versuchsempfangsserver. Nachdem das Nachrichtenpaket gesendet ist, sendet der sendende Server ein Verbindungsreservierungs- Freigabepaket an alle Verbindungen bis zu dem Versuchsempfangsserver. Die Bandbreitensteuervorrichtung jedes Schalters j (j = 1, 2, 3, 4, 5) gibt die Bandbreite, die für die Übertragung des Nachrichtenpakets verwendet wurde, als freie Bandbreite an die restliche Bandbreite der Verbindung j zurück. Da in diesem Fall des weiteren das Nachrichtenpaket durch den Versuchsempfangsserver empfangen ist, wird die oben beschriebene Prozedur durch den Versuchsempfangsserver wiederholt, da der Versuchsempfangsserver nun als ein sendender Server wirkt.
Wenn beispielsweise jede der Verbindungen 1, 2, 3 und 5 eine ausreichende restliche Bandbreite zum Reservieren einer angeforderten Bandbreite aufweist, aber nur die Verbindung 4 eine unzureichende restliche Bandbreite aufweist, wird die Prozedur wie folgt modifiziert. Der Burst-Server 0 versucht zuerst, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 1 unter Verwendung eines Bandbreitenreservierungspakefs zu machen, und versucht dann, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 2 zu machen, wonach er versucht, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 3 zu machen, und dann versucht, eine Reservierung für die Verbindung 4 zu machen. Unglücklicherweise schlägt die Reservierung bei der Verbindung 4 fehl, und ein Reservierungsfehlerpaket wird an den Burst- Server 1 gesendet, und die Reservierung bei der Verbindung 3 wird auch aufgehoben. Der Burst-Server 1 dient nun als ein Versuchsempfangsserver, und der Burst- Server 0 und der Burst-Server 1 übertragen ein Nachrichtenpaket unter Verwendung der reservierten Bandbreiten der Verbindungen 1 und 2. Danach versucht der Burst-Server 1, eine Reservierung einer Verbindung unter Verwendung eines Bandbreitenreservierungs-Anforderungspakets zu machen. Wenn die Reservierung glücklicherweise für die Verbindung 4 erfolgreich ist, versucht der Burst-Server 1 dann, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 5 zu machen. In diesem Fall kommt das Bandbreitenreservierungs-Anforderungspaket beim Burst- Server 3 an, und ein Reservierungserflogspaket wird vom Burst-Server 3 an den Burst-Server 1 gesendet. Daraufhin übertragen der Burst-Server 1 und der Burst- Server 3 ein Nachrichtenpaket unter Verwendung der reservierten Bandbreiten der Verbindungen 1 und 2. Ein Kommunikationsfolgediagramm des oben beschriebenen Beispiels ist in der Fig. 5 gezeigt.
Bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform ist es ferner, falls die Puffer eine ausreichende Kapazität aufweisen, möglich, den Aufbau der Schalter und der Burst-Server unter Eliminierung der Pufferverwendungszustands- Steuervorrichtung 710 und der Anfrageprozedur bezüglich der Verfügbarkeit der Burst-Server-Puffer zu modifizieren. Der modifizierte Aufbau funktioniert ähnlich wie der Aufbau der ersten und zweiten Ausführungsform, wenn jeder Puffer in der ersten und zweiten Ausführungsform sich immer in einem freigegebenen Zustand befindet, so daß er jederzeit verwendet werden kann.
Des weiteren müssen bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform nicht alle Burst-Server auf dem Weg notwendigerweise verwendet werden, und es ist andererseits möglich, den Aufbau anzuwenden, bei dem lediglich eine limitierte Anzahl von Burst-Servern gemäß der Bestimmung eines Anschlusses oder des Netzes verwendet wird.
Es ist ebenfalls möglich, den Aufbau anzuwenden, bei dem eine sendende Quelle zusätzlich eine Auswahlfunktion aufweist zum Auswählen eines Burst-Servers oder von, wie oben beschrieben, zu limitierenden Servern. Ferner ist es ebenfalls möglich, einen Aufbau anzuwenden, bei dem die Auswahlfunktion zum Auswählen eines Burst-Servers im Netz vorgesehen ist. Die Auswahlfunktion bestimmt einen Burst-Server unter Verwendung von variablen Informationen, etwa wie der Lastbedingung des Netzes, und strukturellen Informationen, etwa wie der Anzahl der Verbindungen zwischen den sendenden und empfangenden Anschlüssen. Fig. 10 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus, bei dem eine Auswahlfunktion 801 zusätzlich für den sendenden Anschluß vorgesehen ist, und ein weiteres Beispiel des Aufbaus, wobei eine Auswahlfunktion 802 im Netz vorgesehen ist. In den in Fig. 10 gezeigten Beispielen weist die in dem Anschluß plazierte Auswahlfunktion 801 die Prozeduren eines Auswählens von Burst-Servern auf, die von der Anzahl der Verbindungen zwischen den sendenden und empfangenden Anschlüssen verwendet wird, und eines Auswählens einer Anzahl von Burst-Servern, die gleich oder kleiner als ein Drittel der Anzahl der zufälligen Verbindungen aller Burst-Server auf dem Weg zwischen den sendenden und empfangenden Anschlüssen ist.
Es wird festgestellt, daß, wenn ein Burst-Server als ein Teil der Netzfunktionen funktioniert, etwa wie ein Schalter oder eine Verbindung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, ein Aufbau, bei dem ein Burst-Server unabhängig vom Netz funktioniert, und ein Aufbau, bei dem einige Burst-Server als Teile von Netzwerkfunktionen dienen und andere Burst-Server unabhängig vom Netz in einer vermischten Bedingung wirken, möglich sind.
Ferner ist es auch möglich, die Aufbauten der ersten und zweiten Ausführungsformen so zu modifizieren, daß, wenn ein Bandbreitenreservierungs- Anforderungspaket von einem beliebigen Burst-Server j (j ist nicht gleich 0) gesendet werden soll, um ein Nachrichtenpaket zu senden, um eine Bandbreite der gleichen Größe wie bzw. einer anderen Bandbreite als die Bandbreite zu reservieren, die durch einen Burst-Server h (h < j) reserviert ist. Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus, bei dem die zweite Ausführungsform so modifiziert ist, daß eine Bandbreitenänderungsfunktion 909 zum Ändern der Bandbreite, wie oben beschrieben, zusätzlich für den Burst-Server 1 vorgesehen ist. Wenn beispielsweise der Burst- Server 0 eine Reservierung der Bandbreite B anfordert, falls jede der Verbindungen 1, 2, 3 und 5 eine restliche Bandbreite aufweist, die ausreichend ist, um die angeforderte Bandbreite B zu reservieren, aber lediglich die Verbindung 4 temporär eine nicht ausreichende restliche Bandbreite aufweist, kann die folgende Kommunikation unter Verwendung der Bandbreitenänderungsfunktion durchgeführt werden. Der Burst-Server 0 versucht zuerst, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 1 unter Verwendung eines Bandbreitenreservierungs-Anforderungspakets, und versucht dann, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 2, woraufhin er versucht, und es gelingt ihm, eine Reservierung für die Verbindung 3, und dann versucht, die Verbindung 4 zu reservieren. Leider schlägt die Reservierung bei der Verbindung 4 fehl und ein Reservierungsfehlerpaket wird an den Burst- Server 1 gesendet, und die Reservierung der Verbindung 3 wird ebenfalls aufgehoben. Der Burst-Server 1 dient nun als ein Versuchsempfangsserver, und der Burst- Server 0 und der Burst-Server 1 transferieren ein Nachrichtenpaket in der Bandbreite B unter Verwendung der reservierten Bandbreiten der Verbindungen 1 und 2. Danach stellt der Burst-Server 1 die angeforderte reservierte Bandbreite B' auf B' < B ein, d. h. er reduziert die angeforderte reservierte Bandbreite B' und versucht eine Reservierung der Verbindung 4 unter Verwendung eines Bandbreitenreservierungs-Anforderungspakets durchzuführen. Da die angeforderte Bandbreite kleiner ist; ist die Reservierung der Verbindung 4 glücklicherweise erfolgreich. Daraufhin versucht der Burst-Server 1 dann, und es gelingt ihm, eine Reservierung der Verbindung 5. In diesem Fall kommt das Bandbreitenreservierungspaket beim Burst- Server 3 an, und ein Reservierungserfolgspaket wird vom Burst-Server 3 an den Burst-Server 1 gesendet. Daraufhin überträgt der Burst-Server 1 und der Burst- Server 3 ein Nachrichtenpaket in der Bandbreite B' unter Verwendung der reservierten Bandbreiten der Verbindungen 1 und 2.
Auch bei der ersten Ausführungsform ist ein Aufbau möglich, bei dem ein Bandbreitenänderungsfunktion zum Ändern der Bandbreite zusätzlich für den Burst- Server 1 auf ein ähnliche Weise vorgesehen ist.
Während ferner bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben ist, daß, nachdem eine Übertragung eines Nachrichtenpakets an einen Burst-Server abgeschlossen ist, eine weitere Reservierungsanforderung für einen anderen Burst-Server gestartet wird, ist es jedoch auch möglich, daß eine weitere Reservierungsanforderung für einen anderen Burst-Server nach einem beliebigen Zeitraum sofort startet, nachdem eine Übertragung eines Nachrichtenpakets begonnen ist, ohne zu warten, bis die Nachrichtenpaketübertragung abgeschlossen ist. Die Fig. 12 und 13 sind Beispiele, die jeweils Kommunikationsdiagramme der Aufbauten der ersten und zweiten Ausführungsformen zeigen, die so modifiziert sind, daß eine andere Reservierungsanforderung für einen anderen Burst-Server sofort nach einem beliebigen Zeitraum nach dem Empfang des oben beschriebenen Nachrichtenpakets gestartet wird.
Auf diese Weise kann, gemäß der vorliegenden Erfindung, da ein Burst-Server angewendet wird, ein Nachrichtenpaket ohne das Erfordernis gesendet werden, daß eine Bandbreitenreservierung gleichzeitig bei allen Verbindungen bis zum empfangenen Anschluß erfolgreich ist. Mit anderen Worten, es ist möglich, K in der Gleichung G = Kg zu reduzieren, die eine End-Zu-End-Blockierrate G definiert, wie oben beim Stand der Technik beschrieben. Demgemäß kann, da eine Blockierrate g jeder Verbindung fest ist, eine bemerkenswerte Reduktion der End-Zu-End- Blockierrate erwartet werden. Da ein Nachrichtenpaket tatsächlich an jede Verbindung gesendet wird, bei der die Reservierung erfolgreich war, kann ferner die Verwendungseffizienz bzw. der Durchsatz durch die Verbindungen des gesamten Netzes verstärkt werden. Wo die Pufferkapazität eines Servers zum Speichern des Nachrichtenpakets klein ist, kann ferner ein Verlust eines Nachrichtenpakets durch einen Pufferüberfluß beim Übertragen eines Nachrichtenpakets eliminiert werden, indem Nutzen aus der Verwendungsbedingung des Puffers gezogen wird. Daraufhin kann die Situation verhindert werden, daß ein erneutes Senden, das aus einem Verlust resultiert, einen unnötigen Verkehrsanstieg im Netz mit sich bringt, was eine Stauung des Netzes und einen Verzögerungsanstieg verursacht, indem ein erneutes Senden die Kommunikationsqualität verschlechtert.

Claims

1. Paketübertragungsverfahren in einem Paketvermittlungssystem, wobei eine Paketübertragung nach einer Bestätigung, daß eine Bandbreite, die für eine Übertragen eines Nachrichtenpakets notwendig ist, reserviert ist und daß ein entsprechender Empfangsanschluß eine ausreichende Speicherkapazität aufweist, durchgeführt wird, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist:

Vorsehen zumindest eines Burst-Servers (Burst-Server 1, Burst-Server 2), der zwischen einem sendenden Anschluß (X) und einem empfangenden Anschluß (Y) über zumindest eine Verbindung (Verbindung 1, Verbindung 2, Verbindung 3, Verbindung 4, Verbindung 5) angeordnet ist, wobei der Burst-Server die Fähigkeit aufweist, ein empfangenes Nachrichtenpaket zu speichern, eine Reservierung einer freien Verbindung anzufordern, die eine benötigte Bandbreite und eine ausreichende Speicherkapazität beim empfängerseitigen Burst-Server aufweist, und die Verbindung freizugeben, nachdem eine Übertragung des Nachrichtenpakets vollendet ist;

Durchführen der Reservierung der Bandbreite und empfängerseitigen Speicherkapazität zwischen dem sendenden Anschluß und dem Burst-Server, der dem sendenden Anschluß am nächsten ist, zwischen angrenzenden Burst-Servern und zwischen dem empfangenen Anschluß und seinem angrenzenden Burst-Server;

Aufeinanderfolgendes Übertragen des Nachrichtenpakets via dazwischengelegener Burst-Server und aufeinanderfolgendes Freigeben der reservierten Verbindungen gemäß jeder Vollendung einer Übertragung des Nachrichtenpakets bei den entsprechenden Burst-Servern.

2. Paketübertragungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Anschlüsse durch zumindest zwei Verbindungen getrennt sind, das die Schritte aufweist:

Durchführen einer Paketübertragung, die eine Reservierung einer notwendigen Bandbreite über relevante Verbindungen und eine empfängerseitige Speicherkapazität für das Nachrichtenpaket erfordert, vom sendenden Anschluß an einen ersten Burst-Server, der dem sendenden Anschluß am nächsten ist;

Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets beim ersten Burst-Server;

Freigeben der Verbindung zwischen dem sendenden Anschluß und dem ersten Burst-Server nach einem Übertragen des Nachrichtenpakets;

Durchführen der Paketübertragung zum Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets vom ersten Burst-Server zu einem gegenüber dem ersten Burst-Server nächsten Burst-Server;

Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets bei jedem Burst-Server, wenn das Nachrichtenpaket empfangen ist;

Wiederholen der Paketübertragung zum aufeinanderfolgenden Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets zum nächsten Burst-Server, bis das Nachrichtenpaket bei dem empfangenden Anschluß empfangen ist; und

Wiederholen der Freigabe der Verbindung zum nächsten Burst-Server, nachdem die Übertragung des Nachrichtenpakets bei jedem der aufeinanderfolgenden Burst-Server vollendet ist, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenden Anschluß empfangen ist.

3. Paketübertragungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Paketübertragung, die die Reservierung einer notwendigen Bandbreite über relevante Verbindungen und eine ausreichende Speicherkapazität für das Nachrichtenpaket auf der empfangenden Seite erfordert, zwischen dem sendenden Anschluß und einem verfügbaren Burst-Server durchgeführt wird, der am weitesten entfernt vom sendenden Anschluß ist, soweit die Reservierung erhalten wird, das ferner die Schritte aufweist:

Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets beim weitestentferntesten verfügbaren Burst-Server als empfängerseitigem Burst-Server;

Freigeben der Verbindung zwischen dem sendenden Anschluß zum weitestentferntesten verfügbaren Burst-Server nach Vollendung der Übertragung des Nachrichtenpakets;

Durchführen der Paketübertragung zum Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets vom weitestentferntesten verfügbaren Burst-Server an einen zweiten weitentferntesten verfügbaren Burst-Server, soweit die Reservierung erhalten wird;

aufeinanderfolgendes Wiederholen der Paketübertragung zum Übertragen des gespeicherten Nachrichtenpakets zum nächsten weltentferntesten Burst- Server, soweit die Reservierung erhalten wird, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenden Anschluß empfangen ist; und

aufeinanderfolgendes Wiederholen der Freigabe der Verbindung, die zum Übertragen des Nachrichtenpakets nach Vollendung der Übertragung des Nachrichtenpakets bei jedem betroffenen Burst-Server verwendet wurde, bis das Nachrichtenpaket beim empfangenden Anschluß empfangen ist.

4. Paketübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Burst-Server fest vorgesehen sind.

5. Paketübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der Burst-Server den nächsten Burst-Server bestimmt, an den ein empfangenes Nachrichtenpaket zu übertragen ist.

6. Paketübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei einer der Burst-Server, der mit einem Teilnehmeraustausch verbunden ist, in dem der sendende Anschluß untergebracht ist, den Schritt des Bestimmens der zu verwendenden Burst-Server durchführt.

7. Paketübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren ferner den Schritt eines erneuten Startens der Reservierungsanforderung umfaßt, in dem die angeforderte Bandbreite in eine andere verfügbare Bandbreite umgewandelt wird, wenn die Verbindungsreservierungsanforderung blockiert ist.

8. Paketübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Speicherkapazitätanfrage des empfängerseitigen Burst-Servers bei der Reservierungsanforderung unter Verwendung eines Bandbreitenreservierung- Anforderungspakets durchgeführt wird.

9. Paketübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren ferner den Schritt eines Mitteilens der aktuellen Empfangsspeicherkapazität zumindest an die angrenzenden Burst-Server aufweist, so daß sie die aktuelle Empfangsspeicherkapazität ohne eine Anfrage erkennen können.

10. Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems, das vorsieht:

zumindest einen Burst-Server (Burst-Server 1, Burst-Server 2), der zwischen einem sendenden Anschluß (X) und einem empfangenden Anschluß (Y) über zumindest eine Verbindung (Verbindung 1, Verbindung 2, Verbindung 3, Verbindung 4, Verbindung 5) angeordnet ist, wenn die Anschlüsse durch zumindest zwei Verbindungen getrennt sind, wobei der Burst-Server aufweist:

eine Einrichtung (701, 702) zum Durchführen einer Paketübertragung, die eine Reservierung einer notwendigen Bandbreite über relevante Verbindungen und einer ausreichenden Speicherkapazität für ein Nachrichtenpaket beim nächsten Burst-Server erfordert;

eine Einrichtung (701) zum Speichern des empfangenen Nachrichtenpakets; und

eine Einrichtung zum Freigeben der Verbindung, die zum Übertragen des Nachrichtenpakets verwendet wurde, nachdem die Übertragung des Nachrichtenpakets beim nächsten Burst- Server vollendet ist.

11. Paketübertragungsverfahren eines Paketvermittlungssystems gemäß Anspruch 10, wobei der Burst-Server ferner eine Einrichtung (801, 802) zum Bestimmen des nächsten Burst-Servers anhand eines Orts einer Vermittlungsstelle aufweist, in der der empfangende Anschluß untergebracht ist.

12. Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems gemäß Anspruch 10, wobei der Burst-Server, der den sendenden Anschluß unterbringt, eine Einrichtung aufweist zur Bestimmung des zu benutzenden Burst-Servers anhand eines Orts einer Vermittlungsstelle, durch die der empfangende Anschluß untergebracht ist.

13. Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems gemäß Anspruch 10, wobei der Burst-Server eine Einrichtung (909) aufweist zum Umwandeln der Bandbreite in eine andere verfügbare Bandbreite und zum erneuten Starten der Reservierungsanforderung für die umgewandelte Bandbreite, wenn die frühere Reservierung blockiert ist.

14. Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems gemäß Anspruch 10, wobei die Verbindungsreservierung unter Verwendung eines Bandbreitenreservierungs-Anforderungspakets angefordert wird.

15. Paketübertragungsvorrichtung eines Paketvermittlungssystems gemäß Anspruch 10, wobei der Burst-Server des weiteren eine Einrichtung aufweist zum Mitteilen der aktuellen Speicherkapazität von zumindest angrenzenden Burst-Servern, so daß sie die aktuelle Speicherkapazität ohne eine Anfrage erkennen können.